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液中アーク法を用いた触媒担持カーボンナノホーンの構造制御合成に関する研究

Research Project

Project/Area Number 17686069
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Reaction engineering/Process system
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

佐野 紀彰  University of Hyogo, 大学院・工学研究科, 准教授 (70295749)

Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥28,080,000 (Direct Cost: ¥21,600,000、Indirect Cost: ¥6,480,000)
Fiscal Year 2007: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2006: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2005: ¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Keywordsカーボンナノホーン / 液中アーク放電 / 白金触媒
Research Abstract

炭素電極を用いて窒素ガス導入アーク放電によりカーボンナノホーン粒子を合成し,その粒子の表面に白金の微粒子を分散させた。この白金担持粒子を用いて固体高分子形燃料電池をつくり,発電の特性を測定した。平成19年度は特に電極送り速度を変化させた実験を行い,燃料電池に適した構造となるカーボンナノホーンを得るための条件を求めた。また,低純度のグラファイト棒および高純度のグラファイト棒をそれぞれアーク放電を起こすための陽極として用いたときの最大収率を得るための条件を求めた。また,比表面積や触媒担持分散度など,カーボンナノホーンの物理的性質を測定し,燃料電池発電特性との比較を行った。また,カーボンナノホーンを燃料電池の電極として使用するために白金を担持させるが,その担持のための反応条件も検討した。
結果として,低純度グラファイト棒およびグラファイト高純度を使用したときのカーボンナノホーンを合成するときの最適電極送り速度が求めることができ,最高で30%の収率を得た。また,この条件では生成物の結晶性も燃料電池特性も良くなることがわかった。
さらに,派生の成果として本方法で合成したカーボンナノホーンと吸着分子との相互作用からカーボンナノホーンをガスセンサーおよび水中オゾンセンサーとして使用することができることを明らかにし,論文発表を行った。

Report

(3 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2008 2007 2006 2005

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Synthesis of carbon nanohorns by a gas-injected arc-in-water method and application to catalyst-support for polymer electrolyte fuel cell electrodes2008

    • Author(s)
      N.Sano, Y.Kimura, T.Suzuki
    • Journal Title

      J.Mater.Chem. 18

      Pages: 1555-1560

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Carbon nanohorn sensor to detect ozone in water2007

    • Author(s)
      N.Sano, F.Ohtsuki
    • Journal Title

      J.Electrostatics 65

      Pages: 263-268

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gas sensor using single-wall carbon nanohorns2007

    • Author(s)
      N.Sano, M.Kinugasa, F.Otsuki, J.Suehiro
    • Journal Title

      Adv.Powder Technology 18

      Pages: 455-466

    • NAID

      10019838668

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 液中アークプラズマを用いたカーボンナノ構造体の合成2007

    • Author(s)
      佐野 紀彰, 河南 治
    • Journal Title

      マテリアルインテグレ-ション 20

      Pages: 58-63

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] 液中アーク放電法によるカーボンナノ粒子製造とセンサーへの応用2007

    • Author(s)
      佐野 紀彰
    • Journal Title

      粉体と工業 39

      Pages: 26-31

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  • [Journal Article] Carbon nanohorn sensor to detect ozone in water2007

    • Author(s)
      N.Sano, F.Ohtsuki
    • Journal Title

      J. Electrostatics 65(4)

      Pages: 263-268

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  • [Journal Article] Characteristics of carbon nanoparticles synthesized by submerged are in alcohols, alkanes and aromatics2006

    • Author(s)
      P.Muthakarn, N.Sano, T.Charinpanitkul, W.Tanthapanichakoon, T.Kanki
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry B 110(37)

      Pages: 18299-18306

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  • [Journal Article] One-step synthesis of Pt-supported carbon nanohorns for fuel cell electrode by are plasma in liquid nitrogen2006

    • Author(s)
      N.Sano, S.Ukita
    • Journal Title

      Materials Chemistry and Physics 99(2-3)

      Pages: 447-450

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    • Author(s)
      佐野紀彰, 本田逸郎, 河南治
    • Journal Title

      第24回プラズマプロセシング研究会プロシーディングス

      Pages: 181-182

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  • [Journal Article] ガス導入水中アークによるカーボンナノホーン合成における生成物構造制御2005

    • Author(s)
      佐野紀彰, 木村優
    • Journal Title

      第66回応用物理学会学術講演会講演予稿集 No.3

      Pages: 1342-1342

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      2005 Annual Research Report
  • [Presentation] Influence of perational parameters on synthesis of carbon nanohorns by arc in liquid nitrogen2008

    • Author(s)
      T.Haruna, N.Sano, O.Kawanami
    • Organizer
      The 25th Symposium on Plasma Processing
    • Place of Presentation
      山口県社会福祉会館
    • Year and Date
      2008-01-24
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  • [Presentation] Synthesis of Nanotube-family Materials Using Arc-in-Liquid Method2007

    • Author(s)
      N.Sano, O.Kawanami, T.Haruna
    • Organizer
      The 18th Symposium of the Materials Research Socity of Japan
    • Place of Presentation
      日本大学(東京)
    • Year and Date
      2007-12-07
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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