2022 Fiscal Year Research-status Report
貴金属表面への電解処理に基づく高活性なグリセリン酸化電極の作製
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21K05247
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University College of Technology |
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Principal Investigator |
野田 達夫 大阪公立大学工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90723479)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 貴金属めっき / グリセリン燃料電池 / 電解処理 / 電気化学測定 / 修飾電極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度得られた成果をまとめると以下の通りである．
１．昨年度までの研究において，電解処理には下地のニッケル電極が触媒として作用する+0.6 V（vs. Hg|HgO）以上の電位を印加することが必要不可欠である，と報告してきた．今年度，電位条件について再度検討を行った結果，+0.2 V（vs. Hg|HgO）程度の電位においても電解処理の効果が得られることが明らかとなった．グリセリン溶液中において，パラジウムめっき電極への電位掃引を行った場合，-0.6～0 V（vs. Hg|HgO）ではグリセリン電流は徐々に減少し，-0.6～+0.2 V（vs. Hg|HgO）では徐々に増加していく様子が確認できた．0～0.2 V（vs. Hg|HgO）の間に，パラジウムめっき電極のグリセリン酸化活性を向上させる現象が生じているものと考えられるが，現時点では明らかにできていない．
２．電解処理を施したパラジウムめっき電極の表面について，赤外全反射測定法（ATR法）による測定を行ったところ，-0.6～+0.2 V（vs. Hg|HgO）で電解処理を行った電極ではヒドロキシ基やカルボキシラートイオンの存在が確認できたが，-0.6～0 V（vs. Hg|HgO）ではそれらの存在は見られなかった．電位範囲により，グリセリン酸化反応による生成物に違いが生じ，何らかの表面修飾がなされたものと予想される．
３．電解処理を施したパラジウムめっき電極の表面について，走査型電子顕微鏡（SEM）による表面観察を行ったが，電位範囲による構造の大きな違いは見られなかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度の研究実施計画として掲げていた，電解処理による活性向上メカニズムの解明については，電位範囲の再検討や電極表面の分析を行うことにより新たな知見を得ることができた．しかしながら，それらの成果を得ることに手間取ってしまい，X線光電分光法など他の方法での表面分析が実施できておらず，メカニズムの解明は次年度送りとなってしまった．
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| Strategy for Future Research Activity |
電解処理前後でのPd-Ni電極について，表面構造のX線光電分光法での観察などを通じ，活性向上のメカニズムを明らかにする．また，得られた知見を元に，グリセリンに対して高い酸化活性を有するPd表面修飾の設計を行う．電解処理によらない方法を確立できれば，カーボンやステンレスなどNi以外の素材を基板として利用できるのみならず，高活性Pd触媒を電極上へ散布することで，より簡便にグリセリン燃料電池を作製することが期待できる．
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| Causes of Carryover |
実施計画では回転リングディスク電極装置（80万円）の購入を予定していたが，他の実施項目の成果を得ることに手間取ってしまい，次年度送りとなってしまった．
次年度早々には上記機器の購入を行い，物品費等とあわせて，予算額全てを計画的に執行する予定である．
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