2010 Fiscal Year Annual Research Report
カーボンナノコイル上への触媒金属微粒子の高分散担持と高性能燃料電池開発
Project/Area Number |
22760208
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Research Institution | Toyohashi University of Technology |
Principal Investigator |
須田 善行 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70301942)
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Keywords | カーボンナノコイル / 直接メタノール型燃料電池 / Pt/Ru触媒 / 膜-電極接合体 / 化学気相堆積法 / ポリオール法 / 透過型電子顕微鏡 / 3次元可視化機能 |
Research Abstract |
ナノメートルサイズのコイル状炭素物質であるカーボンナノコイル(CNC)が燃料電池の触媒担持材料として有用であるかを評価するため,初年度の平成22年度は主として以下の3点について実験的に検討を行った。 1.ポリオール法を用いて,Pt/Ru(アノード用触媒)もしくはPt(カソード用触媒)をCNCに担持し,熱重量分析ならびに透過型電子顕微鏡による観察結果から担持状態を評価した。Pt/RuがCNC重量比に対して12wt.%程度担持できた。担持されたPt/Ruは数nmの微粒子状であり,また良好に分散していることを確認した。さらにCNCをボールミルで破砕した「破砕CNC」を用いると,Pt/Ru担持量を32wt.%まで向上できることが分かった。 2.前述のPt/Ru担持CNCまたはPt/Ru担持破砕CNCをアノード触媒層として用いた膜一電極接合体(MEA)を作製し,メタノール水溶液を燃料とした燃料電池特性を測定した。破砕CNCを用いたMEAは,これまで研究代表者らが用いた微粒子状炭素(アークブラック)よりも高い発電特性を示し,Pt重量あたりの最大電力密度(1.2mW/cm^2・mg-Pt)を記録した。 3.CNCの比表面積を向上させるべく,CNCの更なる細線化に取り組んだ。化学気相堆積法において,原料C_2H_2ガスの分圧および流量,また堆積温度を制御して,CNCの線径を10nmより細くすることができた。この細いCNCは多層グラファイトシートから形成されおり,その表面にAuやPt微粒子を担持できることを確認した。
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[Journal Article] Preparation of Arc Black and Carbon Nano-Balloon by Arc Discharge and Their Application to Fuel Cell2011
Author(s)
Takashi Ikeda, Shota Kaida, Tosiyuki Satou, Yoshiyuki Suda, Hirofumi Takikawa, Hideto Tanoue, Shinichiro Oke, Hitoshi Ue, Takashi Okawa, Nobuhiro Aoyagi, Kazuki Shimizu
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Journal Title
Japanese Journal of Applied Physics
Volume: 50(1)
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[Journal Article] Splitting and flattening of helical carbon nanofibers by acid treatment2010
Author(s)
Masashi Yokota, Yuichiro Shinohara, Takahiro Kawabata, Kotaro Takimoto, Yoshiyuki Suda, Shinichiro Oke, Hirofumi Takikawa, Yohei Fujimura, Tatsuo Yamaura, Shigeo Itoh, Koji Miura and Masakatsu Morioki
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Journal Title
The Journal of Nanoscience and Nanotechnology
Volume: 10(6)
Pages: 3910-3914
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[Journal Article] Effect of gas introduction position on substrate etching by means of Ar-dominated graphite-cathodic-arc plasma beam in μT-FAD2010
Author(s)
Hideto Tanoue, Masao Kamiya, Shinichiro Oke, Yoshiyuki Suda, Hirofumi Takikawa, Yushi Hasegawa, Makoto Taki, Nobuhiro Tsuji, Takeshi Ishikawa, Haruyuki Yasui, Shuji Temmei, Hideo Takahashi
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Journal Title
Thin Solid Films
Volume: 518(13)
Pages: 3546-3550
Peer Reviewed
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[Presentation] 太陽電池アレイ型簡易日射計の温度特性の計測2010
Author(s)
杉山智美, Mohd Arif Farizul, 田上英人, 須田善行, 滝川浩史, 桶真一郎, 川嶋和子
Organizer
H22年度日本太陽エネルギー学会/風力エネルギー協会合同研究発表会
Place of Presentation
日本大学工学部
Year and Date
20101104-20101105
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[Presentation] フィルタードアークプラズマビームの回転スキャンおよび偏向制御2010
Author(s)
奥田浩史, 柏木大幸, 田上英人, 神谷雅男, 柳田太一郎, 須田善行, 滝川浩史, 長谷川祐史, 瀧真, 辻信広, 石川剛史, 安井治之, 金子智
Organizer
平成22年度電気関係学会東海支部連合大会
Place of Presentation
中部大学
Year and Date
20100830-20100831
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[Presentation] フィルタードアーク蒸着法で形成したDLC膜の膜質に及ぼす基板バイアスの影響2010
Author(s)
柏木大幸, 奥田浩史, 田上英人, 柳田太一郎, 神谷雅男, 須田善行, 滝川浩史, 瀧真, 長谷川裕史, 辻信広, 石川剛史, 安井治之, 清原修二
Organizer
平成22年度電気関係学会東海支部連合大会
Place of Presentation
中部大学
Year and Date
20100830-20100831
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[Presentation] フィルタードアークで発生させた酸素プラズマビームを用いたDLC膜のマイクロパターニング2010
Author(s)
田上英人, 柏木大幸, 奥田浩史, 柳田太一郎, 神谷雅男, 須田善行, 滝川浩史, 瀧真, 長谷川祐史, 辻信広, 石川剛史, 安井治之, 清原修二
Organizer
平成22年度電気関係学会東海支部連合大会
Place of Presentation
中部大学
Year and Date
20100830-20100831
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[Presentation] 真空アークプラズマを用いたDLC:Si:H膜の合成2010
Author(s)
田上英人, 神谷雅男, 内藤翔太, 柳田太一郎, 奥田浩史, 須田善行, 滝川浩史, 長谷川祐史, 瀧真, 辻信広, 石川剛史, 安井治之
Organizer
電気学会放電・静止器・開閉保護合同研究会
Place of Presentation
東京都市大学
Year and Date
20100628-20100629
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[Presentation] フィルタードアークプラズマビームを用いた水素フリーDLC膜の生成2010
Author(s)
奥田浩史, 田上英人, 神谷雅男, 柳田太一郎, 内藤翔太, 須田善行, 滝川浩史, 長谷川祐史, 瀧真, 辻信広, 石川剛史, 安井治之
Organizer
電気学会放電・静止器・開閉保護合同研究会
Place of Presentation
東京都市大学
Year and Date
20100628-20100629
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