2020 Fiscal Year Annual Research Report
白金族元素（燃料電池用）の資源循環・金属触媒調製のためのバイオメタラジーの創出
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18H03846
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
小西 康裕 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 客員研究員 (90167403)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野村 俊之 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00285305)
荻 崇 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (30508809)
荻野 博康 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80233443)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | バイオメタラジー / 白金族元素 / 燃料電池 / 電極触媒 / 資源循環 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）白金族金属(Pt等)/C電極触媒のバイオ調製方法の開発
金属イオン還元細菌Shewanella algae等を用いて細胞表層に白金族金属(Pt等) シングルナノサイズ粒子を室温合成し、このバイオ合成Pt粒子をカーボンブラック粒子に効率よく担持させたPt/C電極触媒のバイオ調製法を開発した。
（２）Pt/C電極触媒の活性評価
バイオ調製Pt/C触媒（49% Pt）に対して回転ディスク電極法による酸素還元反応（ORR）活性ならびにCV法による電気化学有効表面積(ECSA)を測定し、その電気化学的特性を商用Pt/C電極触媒(TEC10E50E)の場合と比較した。その結果、バイオ調製Pt/C触媒は、商用材料にほぼ匹敵するORR活性ならびに10,000サイクル耐久性（電位 +0.60V → +0.90V → +0.60V）を備えていることが明らかになった。さらに、固体高分子形燃料電池（PEFC）キットを用いて発電特性を評価した結果、バイオ調製Pt/C触媒と市販Pt/C触媒は同レベルの発電性能を示すことがわかった。
（３）使用済みPt/C電極触媒からのPtリサイクル
使用済みPt/C触媒層付き膜（CCM)からのPt（地金）のバイオ利用リサイクル工程を提案し、薬品等の物質使用量、エネルギー使用量、廃液・廃棄物の排出量を把握したうえで、そのランニングコストを試算した。その結果、使用済みCCMからPt地金のバイオ回収コストは、回収できるPt地金価格の1/30程度に収まることがわかった（Pt回収率100 %を仮定）。また、CCM溶解液のPt濃度を考慮して、本バイオ分離法と既存の湿式分離法とを各種項目（液相Pt濃度の適応範囲、回収時間、回収率、Pt選択性、環境負荷、コスト等）について比較検討した結果、本バイオ分離法の有効性が明らかになった。
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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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