2020 Fiscal Year Research-status Report
ナノシート構造を有する酸素還元触媒の開発および触媒能発現のメカニズム探索
| Project/Area Number |
18K14127
|
|---|
| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
|---|
Principal Investigator |
船津 麻美 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (00758956)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | ナノシート / 電極触媒 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、比表面積の高いナノシート構造を持つ様々な材料｛ヘテロナノシート（積層型・ドープ型）｝を作製し、触媒能の評価法を確立する段階まで進めることを目標としている。その際、分光学的な組成の決定および機能評価、量子化学計算なども駆使することで、ドーピング元素種や導入量、積層する組み合わせに起因する機能の発現と物性などについて幅広く探索し、系統的に検討することにより従来の酸素還元触媒（Pt/C等）を凌駕する触媒開発を行う。本研究は平成30-令和2年度の3年間で行うことを計画しており、平成30年度は、ナノシートの組合を追及するために、まずはベースとなるナノシートの作製方法を調査してきた。続いて、平成31年度（令和元年）は、昨年度までに調査してきたナノシートの各種合成に成功し、新しい母体の種類に応じた単層剥離化の検討を進め、それらの素材確認ができた。更に、令和2年度は、合成に成功した新しいナノシートを利用し、大きなスケール（ナノシートの混合状態）での状態変化の確認及びその際の電極触媒としての特性の特性評価を進めてきた。触媒能としては燃料電池触媒特性として、酸素還元反応で触媒能を確認し、新しいナノシートを用い還元の度合いで触媒能が変化することが確認できた。しかしながら、当初の予定していた1枚でのナノシートの触媒能評価が未達のため、今年度（令和3年度）も引き続き評価を進めていき、1枚のナノシートの面内における触媒能の評価法を確立したいと考えている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新しいナノシートを利用した触媒能評価に関しては予定通りの進捗であるが、目標としていた単層（1枚）でのナノシートでの評価の評価法確立が未達であるため、この評価とした。
|
| Strategy for Future Research Activity |
合成における単層化には成功しており、更にこのナノシートを利用し電極に薄膜を形成させた状態での電極触媒特性は評価できるようになってきたが、1枚のナノシートだけの評価法が現在が確立できていない。本研究課題での触媒能評価とは、単層ナノシートでの電極触媒としての触媒能を評価法を確立することを最終目標としているため、本年度は、まずは状態が安定している報告例の多いナノシートを利用しAFM・光学顕微鏡等を利用した観察下での電気化学特性評価システムを確立させる。その後、触媒能評価を目的に合成してきた新しいナノシートで、この評価法を用いた観察を進めることにより目標を達成へ繋げて行きたいと考えている。
|
| Causes of Carryover |
予定していた評価系の構築系において、ナノシートの集合体での評価系は確立できたが、単層系での評価系が確立できていない。よって、次年度はこの評価系の確立のため専用治具等を作成用経費として盛り込みたいと考えている。
|
