| 研究課題/領域番号 |
13555184
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
後藤 孝 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60125549)
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| 研究分担者 |
増本 博 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (50209459)
明石 孝也 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (20312647)
木村 禎一 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (10333882)
宮崎 英敏 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60344719)
小野 敬 (株)リケン研究センター, 研究員
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
2003年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2002年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2001年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
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| キーワード | 電極 / 触媒 / 酸素センサー / 貴金属 / ナノコンポジット / CVD / 濃淡セル / 交流インピーダンス / 電極材料 / Ru-C / 低温作動 / 燃料電池 / ACインピーダンス / MOCVD / 貴金属酸化物 / YSZ / 酸素センター / 酸素濃淡セル / 酸素ガスセンサー / コンポジット電極 / 導電性酸化物 / MOCVD法 / 界面制御 / 微細構造制御 |
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| 研究概要 |
本研究では、イリジウム(Ir)、ルテニウム(Ru)などの高い触媒活性を有する貴金属を含むナノコンポジット膜を有機金属化学気相析出(MOCVD)法によって合成し、その微細構造と、低温作動酸素センサー用電極としての特性評価を行った。CVD原料には、金属-βジケトナート錯体を用いて、種々の成膜条件における、膜の組成、組織の変化を調べた。さらに、直流電流電圧特性、交流インピーダンス法による膜の電気的特性を明らかにするとともに、酸素ガス濃淡セルを思索し、酸素センサーとしての動作試験を行った。YSZ固体電解質とのコンポジットでは、数nmの貴金属微粒子を含むナノコンポジットが生成し、膜中の貴金属量が10-20vol%でも貴金属のみの膜と同程度の優れた電極特性を示すことを明らかにした。これは、ナノ粒子化によって、電極反応に寄与する三相界面が飛躍的に増加したためである。Ir, RuとCとのコンポジットでは、5-10nmの貴金属粒子が非晶質C中に分散したナノコンポジットが生成し、150℃の低温でも酸素濃度の変化を測定することが可能であった。以上、本研究では、貴金属ナノ粒子を含むコンポジット電極が優れた触媒活性を有することを明らかにし、固体電解質とのコンポジット化によって貴金属量が小さな場合でも貴金属単相膜と同程度の高い電極特性が得られること、Cとのコンポジット化によって低温でも高い触媒活性を示す電極が得られることを示した。
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