Development of highly active electrocatalysts for glycerol oxidation reaction and their application to direct glycerol fuel cell

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15H04162
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Material processing/Microstructural control engineering
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: Inoue Hiroshi 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00213174)
• Research Collaborator: HIGUCHI eiji 大阪府立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80402022) ; CHIKU masanobu 大阪府立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (20582399)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 直接型アルコール燃料電池 / グリセリン酸化 / 触媒活性 / バイオアルコール / カーボンニュートラル / 赤外反射分光法 / 反応機構 / アンダーポテンシャル析出

Outline of Final Research Achievements

Glycerol, which is a byproduct in the biodiesel production, is a carbon-neutral alcohol. Due to effective utilization of glycerol, I had an idea of its utilization as a fuel in direct alcohol fuel cells。For this purpose, I designed highly active anode catalysts for complete glycerol oxidation reaction (GOR). Consequently, I succeeded in preparing Pt and Pd electrodes with a couple of Ag layers whose coverage was about 0.5, and demonstrated that they had higher GOR activity than the bare electrodes and accelerated C-C bond cleavage to produce smaller GOR intermediates. Moreover, I found that the GOR activity and C-C bond cleavage depended on atomic arrangement of facets of Pd nanoparticles.

Free Research Field

電気化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究においては、従来から行われている赤外反射分光法に加えて、定電位電解によるグリセリン酸化生成物の液体クロマトグラフィーによる分析を行うことにより、グリセリン酸化生成物の分布と酸化活性についてより定量的に明らかにし、グリセリン酸化反応の機構や触媒の構成成分の役割をより詳細に明らかにすることができた。本研究の結果は、直接型アルコール燃料電池用アノード触媒を設計する上での有用なデータとして活用できる。