2016 Fiscal Year Annual Research Report
New catalyst development and energy device innovation based on interaction between nanomaterials
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26289300
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
中川 紳好 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (70217678)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石飛 宏和 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (00708406)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノ材料 / 触媒・化学プロセス / 燃料電池 / 化学工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
[TCCNF担体の調整とPtRu/TCCNF触媒活性の評価] TiO2の前駆体（TTIP）溶液をカーボンナノファイバー表面に付着させ、適当な温度および酸素濃度下で熱処理することで、TiO2-ナノ粒子被覆カーボンナノファイバー（TCCNF）を調整した。粒子径４nm程度のTiO2と５nm程度のPtRu微粒子をCNF表面に担持した触媒を調整できた。この触媒のメタノール酸化反応に対する質量活性は、市販のPtRu / C触媒と比較して約3倍高いことが分かった。また、TiO2：PtRuの体積比が1：１に近いときに高い比活性を示した。PtRu/TCCNFが有望な触媒であることが分かった。
[化学吸着法を用いたPtRu/TECNFの評価] PtRu/TECNFおよび比較触媒のそれぞれのCOパルス吸着特性を測定し、比較した。担体にTiO2が含まれるとき、比較的多量のCO2の生成があった。これには、PtあるいはPtRuとTiO2との相互作用が起因していると考えられた。また、金属表面積当たりのCO吸着量はPtRu/TECNFの場合にのみ理論値を大きく超えた。このことはPtRu/TECNFにおいてCOスピルオーバーが起きていることを示唆した。
[PtRu/TECNF触媒を用いたDMFCの発電特性評価] PtRu/TECNF触媒をアノード触媒としてDMFCに適用し、発電特性を評価した。TECNF担体に対するPtRu担持割合の最適化の検討を行い、30wt%が最適であることを明らかにした。最適条件下でPtRu/TECNFをDMFCに適用し、PtRuの担持量1mg/cm2、353 Kの条件下で173mW/cm2という高い出力を実現した。比較に用いた市販のPtRu/C触媒を用いた場合に比べ、25％高い出力であった。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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