2020 Fiscal Year Annual Research Report
Multifunctional Durable Nanostructured Redox Electrocatalysts on Conducting Titanium Oxide Support
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18F18372
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
井上 博史 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00213174)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
NAIK KEERTI 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2018-11-09 – 2021-03-31
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| Keywords | 酸素欠損酸化チタン / ナノシート / パラジウムナノ粒子 / 固体高分子形燃料電池 / 酸素還元反応 / グリセリン酸化反応 / 担体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）酸素欠損酸化チタンナノシートの新規合成およびこれを担体として用いる電極触媒の開発
アナタース型TiO2ナノシートと1-ブタノールを十分に混合した後、300℃で加熱すると、元の白色から黒色の粉末に変化した。赤外分光分析、ラマン分光分析、X線光電子分光分析(XPS)より酸素欠損酸化チタンナノシート（B-TiOx NS）であると同定され、直流法により求められた電気伝導率は約10-5 S/cmになり、以前のものより2桁向上した。B-TiOx NS上に酢酸パラジウムの熱分解で約4 nmの平均粒径をもつPdナノ粒子を担持することに成功した。
（２）Pdナノ粒子担持B-TiOx NS (Pd/B-TiOx NS)の酸素還元活性の評価
回転ディスク電極を用いた酸素飽和した1 M KOH水溶液中でのリニアスイープボルタモグラム測定より、Pd/B-TiOx NS の酸素還元電流はPd/Cとほぼ同じ電位で立ち上がり、Pd/Cと同様、4電子還元反応の進行していることが分かった。0.05～1.2 Vの電位範囲を10000サイクル行った後、Pdナノ粒子の電気化学活性表面積は約80%維持されており、Pd/C(約60%)に比べて大幅に改善した。
（３）Pd/B-TiOx NSのグリセリン酸化活性の評価
Pd/B-TiOx NS触媒のグリセリン酸化電流はPd/C触媒よりやや小さくなったが、立ち上がり電位は負電位側にシフトした。また、0.9 V vs. RHEでの定電位電解において、1時間後の酸化電流はPd/B-TiOx NS触媒はPd/C触媒の約2倍になり、優れた耐久性を示すことが分かった。0.85 V vs. RHEで定電位電解した時の生成物分析より、Pd/B-TiOx NSの方が炭素数が１および2の化合物の割合が高くなり、グリセリンのC－C結合の開裂が進んでいることが明らかになった。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(2 results)
