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2011 Fiscal Year Annual Research Report

次世代家庭用燃料電池向け改質器・燃料電池触媒プロセス開発

Research Project

Project/Area Number 22360333
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

村松 淳司  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (40210059)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 蟹江 澄志  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (60302767)
中谷 昌史  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80451681)
Keywords電極触媒 / 小型改質器 / 燃料電池 / ナノ粒子 / 白金代替
Research Abstract

本研究課題は昨年度から引き続き、メタノール改質器用触媒プロセス開発、次世代燃料電池触媒開発である。いずれも、一般家庭用普及に大きく関わる基盤技術開発である。メタノールを燃料に使った燃料電池システムは複数あるが、ここではダイレクトメタノール方式ではなく、改質器-選択酸化-水素燃料電池のシステムを想定し、研究は「改質器触媒プロセス開発」と、最終段階の「燃料電池新規触媒開発」に焦点を当てる。改質器触媒については、Cu-ZnO-Al_2O_3系を軸に昨年度中に進展があった。本年度はPt代替NiもしくはCoにCもしくはBを添加した電極触媒ナノ粒子の開発を主に進めた。
3月11日の震災により、4月より実験装置、ガラス器具の修理・買い直し、実験室の復旧等により大幅に研究が遅れた。実験を始められるようになった後、まず昨年度合成に成功したCoB,NiCナノ粒子の合成方法を基に、CoC、NiBナノ粒子の合成を試みた。液相合成によりそれらの粒子を粒径が約10~30nmの範囲でカーボン担体上に析出させることに成功した。得られた触媒の表面には反応中の有機物と思われる不純物の付着により、反応が進行しなかった。そこで、UVオゾンへの暴露、焼成処理等により表面の洗浄を行った後、電気化学特性を調査した。得られた起電力はどの粒子でも最大0.5VとPtの半分ほどではあったが、貴金属以外で正極における酸素還元反応を可能にできる事を証明した。現在、さらに起電力を大きくすべく、CやB添加量の増大、粒径の微細化、担持量の制御を行い、起電力の制御を試みている。

  • Research Products

    (7 results)

All 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Precursor Effect on Hydrothermal Synthesis of Sodium Potassium Niobate Fine Particles and Their Piezoelectric Properties2011

    • Author(s)
      Kiyoshi Kanie, Hideto Mizutani, Atsuki Terabe, Yoshiki Numamoto, Shintaro Tsukamoto, Hirofumi Takahashi, Masafumi Nakaya, Junji Tani, Atsushi Muramatsu
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 50 Pages: 09NF09-1-09NF09-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Size-Controlled Hydrothermal Synthesis of Bismuth Sodium and Bismuth Potassium Titanates Fine Particles and Application to Lead-Free Piezoelectric Ceramics2011

    • Author(s)
      Kiyoshi Kanie, Yoshiki Numamoto, Shintaro Tsukamoto, Takafumi Sasaki, Masafumi Nakaya, Junji Tani, Hirofumi Takahashi, Atsushi Muramatsu
    • Journal Title

      Materials Transactions

      Volume: 52 Pages: 1396-1401

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydrothermal Synthesis of Sodium and Potassium Niobates Fine Particles and Their Application to Lead-Free Piezoelectric Material2011

    • Author(s)
      Kiyoshi Kanie, Yoshiki Numamoto, Shintaro Tsukamoto, Hirofumi Takahashi, Hideto Mizutani, Atsuki Terabe, Masafumi Nakaya, Junji Tani, Atsushi Muramatsu
    • Journal Title

      Materials Transactions

      Volume: 52 Pages: 2119-2125

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Liquid-Phase Reductive Deposition of Cu-ZnO Catalysts for Mobile-Type Hydrogen Generator2011

    • Author(s)
      Noritoshi Yagihashi, Masafumi Nakaya, Kiyoshi Kanie, Atsushi Muramatsu
    • Organizer
      2011 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • Place of Presentation
      USA, Boston
    • Year and Date
      2011-11-28
  • [Presentation] Dealumination of H-ZSM-5 through Regeneration of Their Nanostructure to Promote Catalytic Activity2011

    • Author(s)
      Yuichiro Yamazaki, Masafumi Nakaya, Kohji Omata, Muneyoshi Yamada, Atsushi Muramatsu
    • Organizer
      2011 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • Place of Presentation
      USA, Boston
    • Year and Date
      2011-11-28
  • [Presentation] Solvothermal Synthesis of Highly Crystalline Monodispersed ITO Nanoparticles with Cubic Shape in the Gel-Sol Method for Transparent Conductive Oxide Film2011

    • Author(s)
      Atsushi Muramatsu, Kiyoshi Kanie, Takafumi Sasaki
    • Organizer
      8th European Congress of chemical Engineering, ICC Berlin
    • Place of Presentation
      Germany, Berlin
    • Year and Date
      2011-09-26
  • [Presentation] 形態・サイズ制御されたSrTiO3ナノ粒子の液相合成とそ光触媒能2011

    • Author(s)
      君島健之, 中谷昌史, 蟹江澄志, 村松淳司
    • Organizer
      第108回触媒討論会
    • Place of Presentation
      北海道、北見市
    • Year and Date
      2011-09-20

URL: 

Published: 2013-06-26  

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