Fabrication of Oxygen Reduction Electrocatalysts by One-Pot Process Using Ionic Liquids as Reaction Media

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02814
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 36020:Energy-related chemistry
• Research Institution: Chiba University (2022); Osaka University (2019-2021)
• Principal Investigator: Tsuda Tetsuya 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (90527235)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 電極触媒 / 酸素還元 / 燃料電池 / イオン液体 / ワンポット

Outline of Final Research Achievements

A novel simple one-pot process for preparing the metal nanoparticle-supported carbon materials, i.e., oxygen reduction electrocatalysts with high engineering value, which consists of heating and stirring of the ionic liquid (IL) with metal nanoparticle precursors and carbon supports, was establish in this research. This process was named one-pot IL-pyrolysis method. Under the conditions where platinum (Pt) precursors, nickel (Ni) precursors, and multi-walled carbon nanotube (MWCNT) coexist, PtNi alloy nanoparticle-supported MWCNT was successfully obtained, making it possible to synthesize materials that are attractive as oxygen reduction electrocatalysts.

Free Research Field

電気化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

イオン液体－熱分解法は１つの容器の中で金属ナノ粒子担持炭素材料の合成が完了するワンポットプロセスであるが、その合成メカニズムについては明らかとなっていなかった。本研究によって、金属ナノ粒子の担持は炭素担体上に核が形成され、そこを起点として核成長することで進行するなどの学術的に重要な知見が得られた。本手法はスケールアップが容易であるため、その知見を利用することで社会実装を見据えた酸素還元電極触媒の設計が可能となった。