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高効率を目指したカーボンナノチューブ/グラフェンベースの燃料電池触媒の構築

研究課題

研究課題/領域番号 14J08220
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 有機・ハイブリッド材料
研究機関九州大学

研究代表者

金 菜リン  九州大学, 工学研究院, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,940千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードfuel cell / graphene / catalyst / gold / non-platinum / polymer / ORR / polybenzimidazole / 燃料電池 / 白金 / コアシェル ナノ粒子 / カーボンナノチューブ / 電極触媒
研究実績の概要

The development of a non-Pt electrocatalyst with a high performance for the oxygen reduction reaction (ORR) is one of the central issues in polymer electrolyte fuel cells science. Au-nanoparticles (Au-NPs) with a diameter of <2 nm are one of the promising substitutes of Pt-NPs; however, it is still
a challenge to synthesize such a small-sized Au-NPs with a narrow diameter distribution on a carbon support without using capping agents. We here describe a facile method to deposit uniform Au-NPs (diameter = 1.6 nm and 3.3 nm) on the stacked-graphene (<10 layers) coated with poly[2,2′-(2,6 pyridine)-5,5′-bibenzimidazole] without using any capping agents. The obtained Au-NPs exhibit an excellent ORR activity with the onset potential at -0.11 V and -0.09 V (vs. Ag/AgCl) for 1.6 nm and 3.3 nm, respectively. On the other hand, inhomogeneous Au-NPs with 4.6 nm in average diameter shows the onset potential at -0.15 V (vs. Ag/AgCl).

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [国際共同研究] Massachusetts Institute of Technology(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Growth and Deposition of Au Nanoclusters on Polymer-wrapped Graphene and Their Oxygen Reduction Activity2016

    • 著者名/発表者名
      Tsuyohiko Fujigaya, ChaeRin Kim, Yuki Hamasaki, Naotoshi Nakashima
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 21314-21314

    • DOI

      10.1038/srep21314

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Facile Enhancement in CO-Tolerance of a Polymer-Coated Pt Electrocatalyst Supported on Carbon Black: Comparison between Vulcan and Ketjenblack2015

    • 著者名/発表者名
      Z. Yang, C. R. Kim, S. Hirata, T. Fujigaya, N. Nakashima
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 7 号: 29 ページ: 15885-15891

    • DOI

      10.1021/acsami.5b03371

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In Situ Synthesis of Covalent Organic Frameworks (COFs) on Carbon Nanotubes and Graphenes by Sonochemical Reaction for CO2 Adsorbents2015

    • 著者名/発表者名
      JongTae Yoo, SuHyun Lee, Shinsuke Hirata, ChaeRin Kim, Chang Kee Lee, Tomohiro Shiraki, Naotoshi Nakashima, and Jin Kie Shim
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 44 号: 4 ページ: 560-562

    • DOI

      10.1246/cl.141194

    • NAID

      130005062110

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] One-pot Synthesis of Au-Pt Core-shell Nanoparticles on Polybenzimidazole-decorated Carbon Nanotubes2014

    • 著者名/発表者名
      Chae Rin Kim, Tsuyohiko Fujigaya , Naotoshi Nakashima
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 43 (11) 号: 11 ページ: 1737-1739

    • DOI

      10.1246/cl.140663

    • NAID

      130004677606

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Characteristics of Pd-Pt Nanoparticles with Core-Shell Structure on Polybenzimidazole-Wrapped Graphene for Fuel Cell Electrocatalyst2014

    • 著者名/発表者名
      ○Chae Rin Kim, Tsuyohiko Fujigaya, Naotoshi Nakashima
    • 学会等名
      226th meeting of the electrochemical society
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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