ダイレクトメタノール形燃料電池用ナノヘテロ界面制御Pt-CeO_2電極の合成と評価
Project/Area Number |
19651038
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Research Category |
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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Allocation Type | Single-year Grants |
Research Field |
Environmental technology/Environmental materials
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Research Institution | National Institute for Materials Science |
Principal Investigator |
森 利之 National Institute for Materials Science, 燃料電池材料センター, 副センター長 (80343854)
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Project Period (FY) |
2007 – 2008
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2008)
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Budget Amount *help |
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
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Keywords | アノード / 燃料電池 / ヘテロ界面 / クラスター / エコマテリアル |
Research Abstract |
燃料電池の普及促進のために、燃料としてメタノールを用いるダイレクトメタノール形燃料電池以外にも、低純度の水素を用いる燃料電池の開発を行い、持続社会形成に資する、新しい環境低負荷型電極(主としてアノード)の提案が強く望まれている。こうした背景をふまえて、本課題提案者はこれまでに、Ruに代わる資源豊富な材料として、酸化セリウム(セリア:CeO_2)を用いて、既存のPt-Ru合金電極を超える性能(高いピーク電流密度と低いメタノール酸化開始電位)を持つアノードの開発を行ってきた。昨年は、これまでの合成法で、白金担持量を5wt%まで低下させた試料(これまでは、白金量30wt%で検討していた)を作製したところ、白金担持量を5wt%まで低下させても、市販の白金30wt%含有したPt-Ru合金電極よりも高い性能を確認した。研究2年目にあたる平成20年度は、この成果をもとに、PtとCeO_2間ヘテロ界面構造の特徴を、白金担持量を変化させた5種類の試料をもとに、Spring8の高エネルギーXPSを用いて精査したところ、本研究の電極界面には、Pt^<+1>価の割合が極めて大きくなっていることが分かった。また、電気化学的測定結果からは、一酸化炭素被毒耐性は、白金担持量が少ない試料ほど改善させる傾向にあること、電極表面の電極反応律速過程は、大きく異なり、PtRu触媒では、反応律速であるのに対し、Pt/CeO_2触媒では、拡散律速であることも分かった。 以上の2年間の研究結果を総合した結果、本研究で扱っているPt/CeO_2複合電極触媒においては、PtとCeO_2間のナノヘテロ界面におけるPt^+-酸素-Ceからなる活性サイトが、一酸化炭素耐性効果を強くもっており、このナノヘテロ界面構造を増やしていくことで、アノード電極の高性能化が可能になることが明らかになった。
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Influence of nano-structural features in Pt-CeO_2 composite anode on anode properties for development of direct methanol fuel cell2008
Author(s)
Togasaki H, Mori T, Ye, F, Yoshikawa H, Ueda S, Yamashita Y, Kobayashi K, Takahashi M, Okazaki N, Matolin V, Drennan J, corresponding author
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Journal Title
proceedings of the eighth international conference on EcoBalance
Pages: 587-590
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Journal Title
proc.EcoDesign2007(5th International Symposiumon Environmentally Conscious Design and Inverse Manufacturing), December10-13, Tokyo, Japan, edited by Union of EcoDesigner, published by The Japan Society for Precision Engineering
Pages: 1-3
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Journal Title
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Pages: 655-658
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Peer Reviewed
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Organizer
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京都大学京都市
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東京ビッグサイト東京都
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