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2008 Fiscal Year Annual Research Report

マイクロ波加熱による活性炭素繊維担持燃料電池触媒の迅速調製と電気化学特性評価

Research Project

Project/Area Number 19033003
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

辻 正治  Kyushu University, 先導物質化学研究所, 教授 (30038608)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吾郷 浩樹  九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (10356355)
辻 剛志  九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (50284568)
Keywords燃料電池 / ナノ微粒子 / マイクロ波加熱 / 触媒・化学プロセス / 二酸化炭素排出削減 / カーボンナノチューブ / ポリオール法 / 透過型電子顕微鏡
Research Abstract

マイクロ波(MW)-ポリオール法により新規炭素担持材料であるカーボンナノチューブおよびそれより直径が太い炭素ナノ繊維上へのPt系触媒の担持と燃料電池評価のための電気化学分析を行うことが本研究の主要な目標であり、本年度は上記研究に関連する下記のような様々な実験を実施した。
1) MW-ポリオール法やオイルバス加熱法を用いてPt, Au, Ag, Au/Ag系ナノ微粒子の合成実験を実施し、新規形状のPt, Au, Au/Agナノ微結晶の合成に成功した。Ptナノ微粒子の合成ではPt原料であるH_2PtCl_6にNaNO_3を添加し、その濃度比を変化させることで新規樹枝状Ptナノ微粒子が合成可能なことを見出した。特に5角形樹枝状Ptナノ微粒子がデカヘドロン微粒子の角部分が成長して生成することを高分解能透過型電子顕微鏡像から明らかにした。
2) 金属触媒の新規担持炭素材である単層カーボンナノチューブ(SWNT)の合成に関する研究を行った。今回はサファイア基板上での一方向成長やシリコン基板上での合成に成功した。
3) MW-ポリオール法を用いて炭素ナノ材料表面上へ燃料電池触媒であるPtの担持を試みた。H_2PtCl_6・6H_2OをPt原料としてPt触媒の担持をPVP添加量などの実験諸条件を変化させて行い、炭素材料上での担持状態や粒径分布をTEM観察より評価した。その結果、PVPの添加量を変えることで担持Pt触媒の粒径をある程度制御することが可能なことがわかったが、電気化学特性はPVPを添加すると低下することがわかった。

  • Research Products

    (57 results)

All 2009 2008

All Journal Article (18 results) (of which Peer Reviewed: 18 results) Presentation (38 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Preparation of silver nanoparticles by laser ablation in polyvinylpyroridone solutions2009

    • Author(s)
      松尾亮一, 辻正治
    • Journal Title

      ナノ学会会報 8

      Pages: 57-63

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rapid and high-yield synthesis of silver nanowires under air-assisted polyol method in the presence of chloride ions2009

    • Author(s)
      X.-L. Tang, M. Tsuji. P. Jiang, M Nishio, S.-M. Jang, S.-H. Yoon
    • Journal Title

      Colloids and Surfaces A : Physicochemical and Engineering Aspects 338

      Pages: 33-39

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Top-down approach to aligned single-walled carbon nanotubes on silicon substrate2009

    • Author(s)
      C. M. Orofeo, H. Ago, N. Yoshihara, M. Tsuji
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett 94

      Pages: 053113(3)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Horizontally aligned growth of single-walled carbon nanotubes on a surface-modified silicon wafer2009

    • Author(s)
      N. Yoshihara, H. Ago, K. Imamoto, M. Tsuji, T. Ikuta, and K Takahashi
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. 113

      Pages: 7985-8536

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Shape-controlled syntheses of gold nanocrystais using a microwave-polyo1 method2009

    • Author(s)
      M. Tsuji, D. Ueyama, Md. J. Alam, and S. Hikino
    • Journal Title

      Chemistry Letters 38

      Pages: 478-479

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of Cu@Ag core-shell nanoparticles using a two-step polyol process under bubbling of N_2 gas2009

    • Author(s)
      M. Tsuji, S. Hikino, Y. Sano, and M. Horigome
    • Journal Title

      Chemistry Letters 38

      Pages: 518-519

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal structures and growth mechanisms of Au@Ag core-shell nanoparticles prepared by microwave-polyol method2008

    • Author(s)
      M. Tsuji, N. Miyamae, M. Nishio, R. Matsuo, and X.-L. Tang
    • Journal Title

      Chimica Oggi/Chemistry Today 26

      Pages: 52-55

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Shape-dependent evolution of Au@Ag core-shell nanocrystals by PVP-assisted NNdimethylformamide reduction2008

    • Author(s)
      M. Tsuji, R. Matsuo, Peng Jiang, N. Miyamae, D. Uevama, et.al.
    • Journal Title

      Crystal Growth & Design 8

      Pages: 2528-2536

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Visualization of horizontally-aligned single-walled carbon nanotube growth with 13^C/^12C isotopes2008

    • Author(s)
      H. Ago, N. Ishigami, N. Yoshihara, K. Imamoto, K. Ikeda, M. Tsuji, T. Ikuta, K. Takahashi
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C 112

      Pages: 1735-1738

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Growth mechanism of carbon nanotube over gold-supported catalysts2008

    • Author(s)
      N. Yoshihara, H. Ago, M. Tsuji
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys. 47

      Pages: 1944-1948

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Morphological reason for enhancement of electrochemical double layer capacitances of various acetylene blacks by electrochemical polarization2008

    • Author(s)
      T. Kim, C. Ham, C. K. Rhee, S.-H. Yoon. M. Tsuii. I. Mochida
    • Journal Title

      Electrochimica Acta 53

      Pages: 5789-5795

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal plane dependent growth of aligned single-walled carbon nanotube : on sapphire2008

    • Author(s)
      N. Ishigami, H. Ago, K. Imamoto, M. Tsuji, K. Iakoubovskii, N. Minami
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc. 130

      Pages: 9918-9924

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Horizontally-aligned single-walled carbon nanotubes on sapphire2008

    • Author(s)
      H. Ago, N. Ishigami, K. Imamoto, T. Suzuki, K. Ikeda, M. Tsuji, T. Ikuta, K. Takahashi
    • Journal Title

      J. Nanosci. Nanotech. 8

      Pages: 6165-6169

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hole-doping to aligned single-walled carbon nanotubes from sapphire induced by heat treatment2008

    • Author(s)
      H. Ago, I. Tanaka, M. Tsuji, K Ikeda, S. Mizuno
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. 112

      Pages: 18350-18354

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unidirectional growth of single-walled carbon nanotubes2008

    • Author(s)
      N. Ishigami, H. Ago, T. Nishi, K. Ikeda, M. Tsuji, T. Ikuta, K. Takahashi
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc. 130

      Pages: 17264-17265

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ナノチューブの成長メカニズム-水の添加効果とその化学-2008

    • Author(s)
      吉原直記, 語郷浩樹, 辻正治
    • Journal Title

      ナノ学会会報 7

      Pages: 39-44

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] サファイア上で水平配向した単層カーボンナノチューブの結晶面に依存した成長2008

    • Author(s)
      石神直樹, 吾郷浩樹, 今本健太, 辻正治, K.ヤクボヴスキー, 南信次
    • Journal Title

      ナノ学会会報 7

      Pages: 45-51

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of oxidation and heat treatment of acetylene blacks on their electrochemical double layer capacitances2008

    • Author(s)
      T. Kim, C. Ham, C. K. Rhee, S.-H. Yoon, M. Tsuji, and I. Mochida
    • Journal Title

      Carbon 47

      Pages: 226-233

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 新規形状多角形金コア銀シェルナノ微結晶の合成と結晶成長2009

    • Author(s)
      松尾亮一, 植山大輔, 西尾倫子, 宮前治広, 江鵬, 辻正治
    • Organizer
      第61回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2009-09-09
  • [Presentation] レーザー・マイクロ波・熱による新規金属・炭素ナノ材料の創製2009

    • Author(s)
      辻正治、吾郷浩樹、辻剛志
    • Organizer
      第4回物質合成シンポジウム
    • Place of Presentation
      名大
    • Year and Date
      2009-01-23
  • [Presentation] 多核固体NMRによる水系電解質イオンの活性炭細孔内の挙動解析2008

    • Author(s)
      金泰坤, 齋藤公児, 畠山盛明, 出田圭子, 宮脇仁, 尹聖昊, 辻正治, 持田勲
    • Organizer
      第35回炭素材料学会年会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2008-12-05
  • [Presentation] 炭素ナノ繊維の電解酸化による表面構造の変化2008

    • Author(s)
      金泰坤, 成哲皓, 李忠均, 宮脇仁, 尹聖昊, 辻正治, 持田勲
    • Organizer
      第35回炭素材料学会年会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2008-12-05
  • [Presentation] カーボンブラック-炭素ナノ線維複合体用いたDMFC燃料電池負極用高活性触媒の開発2008

    • Author(s)
      全文錫, 宮脇仁, 辻正治, 持田勲, 尹聖昊
    • Organizer
      第35回炭素材料学会年会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] 電解酸化による極細炭素ナノ線維の含酸素官能基化と燃料電池触媒担体としての影響2008

    • Author(s)
      全文錫, 宮脇仁, 辻正治, 持田勲 尹聖昊
    • Organizer
      第35回炭素材料学会年会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] バイオマス由来電池負極用ハードカーボンの調製と初期効率改善研究2008

    • Author(s)
      張相敏, 出田圭子, 辻正治, 宮脇仁, 持田勲, 尹聖昊
    • Organizer
      第35回炭素材料学会年会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] 超高容量Si-CNF複合リチウム電池負極材の初期効率改善研究2008

    • Author(s)
      張相敏, 辻正治, 宮脇仁, 持田勲, 尹聖昊
    • Organizer
      第35回炭素材料学会年会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] Growth Mechanism, Characterization, and Structure Control of Aligned Carbon Nanotubes on Sapphire2008

    • Author(s)
      H. Ago, N. Ishigami, N. Yoshihara, T. Nishi, K. Imamoto, C. M Orofeo, K. Ikeda, M. Tsuji, T. Ikuta, K. Takahashi, N. Minami, K. Iakoubovskii
    • Organizer
      MRS 2008 Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2008-12-01
  • [Presentation] Unidirectional Growth of Single-Walled Carbon Nanotubes on Sapphire2008

    • Author(s)
      N. Ishigami, H. Ago, T. Nishi, K. Ikeda, M. Tsuji, T. Ikuta, K. Takahashi
    • Organizer
      MRS 2008 Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2008-12-01
  • [Presentation] 金属ナノ粒子の合成と触媒への応用2008

    • Author(s)
      辻正治
    • Organizer
      日本化学会九州支部第29回支部シンポジウムナノ材料が創り出す新しい機能性
    • Place of Presentation
      九大筑紫キャンパス
    • Year and Date
      2008-11-28
  • [Presentation] Shape and Size Controlled Syntheses of Metallic Nanoparticles and Their Application2008

    • Author(s)
      Masaharu Tsuji, Ryoichi Matsu, Peng Jiang, Nobuhiro Miyamae, Daisuke Ueyama, Michiko Nishio
    • Organizer
      The 3rd International Carbon Festival, 6th Asian Forum on Carbon to Save the Earth
    • Place of Presentation
      韓国全州市
    • Year and Date
      2008-11-13
  • [Presentation] Shape controlled syntheses of gold nanoparticles by microwave-polyol method2008

    • Author(s)
      Daisuke Ueyama, Nobuhiro Miyamae, Masaharu Tsuji
    • Organizer
      10th Cross Straits Symposium on Materials, Energy and Environmental Engineering
    • Place of Presentation
      九大筑紫キャンパス
    • Year and Date
      2008-11-13
  • [Presentation] Growth of horizontally aligned single-walled carbon nanotubes on surface modified silicon substrate2008

    • Author(s)
      N. Yoshihara, H. Ago, K. Imamoto, M. Tsuji, T. Ikuta, K. Takahashi
    • Organizer
      21st International Microprocess and Nanotechnology Conference (MNC2008)
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-10-30
  • [Presentation] マイクロ波一ポリオール法による多角形金ナノ微粒子の合成2008

    • Author(s)
      植山大輔, 辻正治
    • Organizer
      第51回放射線化学討論会
    • Place of Presentation
      産総研つくば
    • Year and Date
      2008-10-15
  • [Presentation] 新規形状白金ナノ微粒子の合成と異方性成長機構2008

    • Author(s)
      辻正治, 引野幸枝, Jiang Peng
    • Organizer
      第2回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-09-27
  • [Presentation] 多角形金コア銀シェルナノ微結晶の合成と結晶成長に関する研究2008

    • Author(s)
      松尾亮一, 植山大輔, 西尾倫子, 宮前治広, 江鵬, 辻正治
    • Organizer
      第2回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-09-25
  • [Presentation] ポリオール・ガスバブリング法による銀ナノ微粒子の形状選択的合成2008

    • Author(s)
      唐新玲, 辻正治
    • Organizer
      第2回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-09-25
  • [Presentation] マイクロ波照射による多角形金ナノ粒子の液相合成2008

    • Author(s)
      植山大輔, 辻正治
    • Organizer
      第2回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-09-24
  • [Presentation] DMF溶媒中での新規ヘキサゴナル銀ナノ微粒子の合成と段階的成長機構2008

    • Author(s)
      荻野政利, 松尾亮一, 熊谷久代, 辻正治
    • Organizer
      第2回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-09-24
  • [Presentation] マイクロ波・ポリオール法による多角形金ナノ粒子の合成2008

    • Author(s)
      植山大輔, 辻正治
    • Organizer
      第61回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-09-09
  • [Presentation] ポリオール・ガスバブリング法による銀ナノ微結晶の高収率合成2008

    • Author(s)
      唐新玲, 辻正治
    • Organizer
      第61回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-09-09
  • [Presentation] 単層カーボンナノチューブの一方向成長2008

    • Author(s)
      石神直樹, 吾郷浩樹, 西徹志, 池田賢一, 辻正治, 生田竜也, 高橋厚史
    • Organizer
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-04
  • [Presentation] 表面処理したシリコン基板上での単層カーボンナノチューブの水平配向成長2008

    • Author(s)
      吉原直記, 吾郷浩樹, 今本健太, 辻正治, 生田竜也, 高橋厚史
    • Organizer
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-04
  • [Presentation] Growth of Horizontally-Aligned Single-Walled Carbon Nanotubes on Surface Modified Silicon Substrate2008

    • Author(s)
      N. Yoshihara, H. Ago, K. Imamoto, M. Tsuji, T. Ikuta, K. Takahashi
    • Organizer
      第35回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      東工大
    • Year and Date
      2008-08-28
  • [Presentation] Heat-Induced Charge Transfer from Sapphire to Aligned Carbon Nanotubes2008

    • Author(s)
      H. Ago, I. Tanaka, M. Tsuji, K. Ikeda, S. Mizuno
    • Organizer
      第35回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      九大医学部百年講堂
    • Year and Date
      2008-08-28
  • [Presentation] Unidirectional Growth of Single-Walled Carbon Nanotubes2008

    • Author(s)
      N. Ishigami, H. Ago, T. Nishi, K. Ikeda, M. Tsuji, T. Ikuta, K. Takahashi
    • Organizer
      第35回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      東工大
    • Year and Date
      2008-08-27
  • [Presentation] Shape-Dependent Evolution of Au@Ag Core-Shell Nanocrystals by PVP-Assisted N, Ndimethylformamide Reduction2008

    • Author(s)
      Masaharu Tsujii, Ryoichi Matsuo, Peng Jiang, Nobuhiro Miyamae, Daisuke Ueyama, et.al.
    • Organizer
      GCMEA 2008 - MAJIC 1st (Global congress on microwave energy applications" The New Flame for Humanity"
    • Place of Presentation
      大津
    • Year and Date
      2008-08-07
  • [Presentation] 新規形状多角形金コア銀シェルナノ微結晶の合成と結晶構造2008

    • Author(s)
      松尾亮一, 西尾倫子, 宮前治広, 辻正治
    • Organizer
      第45回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場
    • Year and Date
      2008-07-05
  • [Presentation] マイクロ波照射下における金ナノ粒子の合成と結晶形状制御2008

    • Author(s)
      植山大輔, 橋本昌幸, 辻正治
    • Organizer
      第45回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場
    • Year and Date
      2008-07-05
  • [Presentation] サファイア上で水平配向した単層ナノチューブのカイラリティの結晶面依存性2008

    • Author(s)
      石神直樹吾郷浩樹今本健太辻正治, 生田竜也, 高橋厚史, K.Iakoubovskii, 南信次
    • Organizer
      ナノ学会第6回大会
    • Place of Presentation
      九大医学部百年講堂
    • Year and Date
      2008-05-08
  • [Presentation] 新規形状Ptナノ微粒子の液相合成と異方性成長2008

    • Author(s)
      辻正治, 引野幸枝, PengJiang
    • Organizer
      ナノ学会第6回大会
    • Place of Presentation
      九大医学部百年講堂
    • Year and Date
      2008-05-08
  • [Presentation] マイクロ波加熱およびオイルバス加熱による金コア銀シェルナノ微結晶の合成2008

    • Author(s)
      西尾倫子, 宮前治広, 松尾亮一, 辻正治
    • Organizer
      ナノ学会第6回大会
    • Place of Presentation
      九大医学部百年講堂
    • Year and Date
      2008-05-08
  • [Presentation] マイクロ波一ポリオール法による形状制御した金ナノ粒子の合成2008

    • Author(s)
      植山大輔, 橋本昌幸, 辻正治
    • Organizer
      ナノ学会第6回大会
    • Place of Presentation
      九大医学部百年講堂
    • Year and Date
      2008-05-08
  • [Presentation] One-step hydrothermal synthesis of dendritic gold nanoparticles and their high SERS effect2008

    • Author(s)
      Xinling Tang, Peng Jiang, Guanglu Ge, Masaharu Tsuji, Sishen Xie, and Yanjun Guo
    • Organizer
      ナノ学会第6回大会
    • Place of Presentation
      九大医学部百年講堂
    • Year and Date
      2008-05-08
  • [Presentation] 表面原子配列によってプログラムされた単層カーボンナノチューブの配向成長2008

    • Author(s)
      吾郷浩樹, 石神直樹, 今本健太, 鈴木朋子, 池田賢一, 辻正治, 生田竜也, 高橋厚史
    • Organizer
      ナノ学会第6回大会
    • Place of Presentation
      九大医学部百年講堂
    • Year and Date
      2008-05-07
  • [Presentation] 炭素同位体を用いた単層カーボンナノチューブの水平配向成長の可視化2008

    • Author(s)
      吾郷浩樹, 石神直樹, 吉原直記, 今本健太, 池田賢一, 辻正治, 生田竜也, 高橋厚史
    • Organizer
      ナノ学会第6回大会
    • Place of Presentation
      九大医学部百年講堂
    • Year and Date
      2008-05-07
  • [Presentation] ナノチューブの成長メカニズム-水の添加効果とその化学-2008

    • Author(s)
      吉原直記, 吾郷浩樹, 辻正治
    • Organizer
      ナノ学会第6回大会
    • Place of Presentation
      九大医学部百年講堂
    • Year and Date
      2008-05-07
  • [Book] 金属ナノ・マイクロ粒子の形状・構造制御技術"調製法と物性,コアシェル監修 : 東京大学米澤徹2009

    • Total Pages
      307(12)
    • Publisher
      金属ナノ・マイクロ粒子の形状・構造制御技術

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Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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