2013 Fiscal Year Annual Research Report
固体高分子形燃料電池用電極触媒のシリカ被覆による性能向上要因の反応工学的解明
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23360350
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
岸田 昌浩 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60243903)
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| Project Period (FY) |
2011-11-18 – 2014-03-31
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| Keywords | 固体高分子形燃料電池 / カソード電極触媒 / シリカ被覆 / 耐久性向上 / 物質移動 / 速度解析 |
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| Research Abstract |
昨年度に引き続き，シリカ被覆層の構造制御の検討を継続しておこない，本年度は特に，シリカ原料として用いていたシランカップリング剤（テトラエトキシシランおよびアミノプロピルトリエトキシシラン）の代わりに，それらと一部の官能基が異なるカップリング剤を用いる検討を行った．その結果，アルキル基を含むカップリング剤を用いた場合に，昨年度までのカップリング剤を用いた場合よりも，得られるシリカ細孔径が大きくなり，またアルキル基が大きい方がより大きな細孔が形成されることが示された．ただし，細孔径測定ではシリカ層を貫通している細孔の大きさを評価しているとは言えなかったため，分子サイズの異なるアルコール酸化反応に対する電気化学的活性評価から，上述の細孔径変化の傾向を得ることができた．
そうして得られたシリカ被覆PtあるいはPd-Co触媒を酸に浸漬して，溶出する金属量の測定を行った．しかし，王水で処理しても金属の溶出は極わずかで定量測定することができなかった．一方で，フッ酸によってシリカ被覆層を溶解させてから王水処理して金属量を測定したところ，ほぼ仕込み通りの金属量が測定された．以上の結果をまとめると，シリカ被覆層にはアルコールが触媒金属にアクセス可能な貫通孔が存在するにもかかわらず，強酸によっても金属種が溶出しないこととなる．この結果は，シリカの細孔径以外に金属溶出を抑制する因子が存在することを示しており，酸性下でシリカが正に帯電することが金属カチオンの溶出抑制に寄与していることが示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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