2014 Fiscal Year Annual Research Report
ナノスケールで金属を配置した固体高分子型燃料電池空気極用非貴金属担持炭素触媒創製
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25550097
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
根本 修克 日本大学, 工学部, 教授 (30237812)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 以弦 日本大学, 工学部, 講師 (50267027)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 燃料電池 / 電極触媒 / 酸素還元 / 金属フタロシアニン / 脱白金 / 炭素触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，カルボキシ基およびアミノ基を有するコバルト，鉄，ニッケルといった非貴金属含有フタロシアニンを用いて，これらを重縮合・高分子化して得られる金属フタロシアニン複合体を焼成し，ナノスケールで異種金属を配置した炭素担持型触媒を創製することを目的とした。最終的には，現存の高価な白金触媒の代替触媒となる新規触媒の開発を目指した。
平成26年度は，主に，金属フタロシアニン複合体の焼成条件検討および平成25年度に得られた金属担持型炭素触媒の王水処理による高活性化について検討した。前年度に得られた結果から，平成26年度は主にコバルト含有フタロシアニン複合体を用いて実験を進め，得られた炭素触媒用いた固体高分子型燃料電池空気極用触媒能についての評価は，回転ディスク電極を用いた対流ボルタモグラフ法により求められた酸素還元反応の開始電位と酸素還元の限界電流値から行った。
まず，焼成温度については，700～900℃の間で変化させて焼成を行ったところ，900℃において得られた触媒が高活性を示すことが明らかとなった。次に，焼成雰囲気について検討した。水素気流中あるいは窒素気流中において焼成を行ったところ，水素気流中において得られた触媒がより高い活性を示すことが明らかとなった。さらに，900℃において3時間，水素気流中あるいは窒素気流中で焼成した触媒について，それぞれ王水処理を行い，触媒活性を比較したところ，水素気流中において焼成した触媒を王水処理した場合に，より高い触媒活性を示すことが明らかとなった。王水処理した触媒の活性は，白金担持型炭素触媒と比較し，電流値はやや劣るものの，酸素還元電位ではほぼ同等の値が得られ，触媒粉末の微細化による表面積の増大を図ることにより，さらに触媒活性の向上が可能なものと考えられるため，脱白金触媒創製の可能性も示されたものと評価している。
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