2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of High Corrosion Resistant Fuel Cell Catalyst Surface Based on Understanding Corrosion Mechanism of Platinum Alloy
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20K15059
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大井 梓 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (00803876)
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2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 固体高分子形燃料電池 / 白金合金触媒 / 耐久性 / 腐食 / 触媒耐久性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，固体高分子形燃料電池の正極材料としての利用が期待される，白金合金触媒の腐食劣化機構の解明を目的としている．それは，白金合金触媒の長寿命化には，その腐食劣化機構に基づく触媒表面の制御が極めて重要と考えられるからである．したがって，白金合金触媒の腐食劣化機構におよぼす材料因子（合金組成・合金元素など）の影響を調査し，白金使用量を低減した低コスト・長寿命な白金合金触媒の開発に貢献することを目指して研究を実施した．
白金合金触媒の腐食機構を調査するためには，その腐食量が極めて微量であるために，検出が難しいこと部分がボトルネックである．そこで本年度は，質量分析法と溶液フロー電気化学セルを融合した，新たな微少腐食量を評価可能な手法の構築に取り組んだ．その結果，これまでの一連の研究に利用してきたチャンネルフローマルチ電極法（CFME）と比較して，腐食量の検出下限値の改善に成功した．また，新規評価手法では，CFMEでは検出できなかった合金添加元素も検出可能となり，評価可能な合金触媒種の幅も圧倒的に広がった．これらCFMEと新規評価手法を併用することで，白金合金触媒の腐食機構に与える材料因子の影響を調査することで，触媒長寿命化への指針を検討した．
本研究では，燃料電池自動車の起動・停止のような比較的触媒への負荷が大きい，すなわち腐食量が多い測定系での評価を中心とした．今後，燃料電池自動車の走行時のような負荷が小さい環境で評価を実施することが，触媒寿命および信頼性評価には必要不可欠と思われるが，それらは今後の課題である．
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