| 研究課題/領域番号 |
15560669
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
触媒・資源化学プロセス
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| 研究機関 | 武蔵工業大学 |
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研究代表者 |
小林 光一 武蔵工業大学, 工学部, 教授 (90097171)
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| 研究分担者 |
KIM Taeyoon Musashi Inst. of Tech., Engineering, Research assistant
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2005年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2004年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2003年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
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| キーワード | DMFC / アノード電極 / 耐CO被毒性 / Pt-Ru-Sn三元系触媒 / Pt-Ru-Fe三元系触媒 / サイクロポルタンメトリー / アノード電極触媒 / Pt-Ru-Sn系触媒 / 直接メタノール形燃料電池 / サイクロボルタンメトリー / CO被毒 / Pt-Ru-Sn合金触媒 / 直接メタノール型燃料電池 / アルコール還元法 / 白金-ルテニウムナノ粒子 / 燃料電池用触媒 / メタノールの酸化活性 / 酸素還元 |
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| 研究概要 |
直接メタノール型燃料電池は高変換効率、クリーンな排ガス等のため、非常に興味が持たれている。しかしながら、メタノールのクロスオーバ、メタノールの低酸化活性やCOの被毒などの解決すべき課題もある。そのため、耐CO被毒性のPt合金触媒の精力的な研究が行なわれている。
まず、白金触媒及び白金-ルテニウム合金触媒の作製と評価について検討した。安定剤としてポリビニールピロリドンを用いてアルコール還元法によって作製した白金及び白金-ルテニウム合金触媒は従来の市販品に比べて、簡単な方法であるが極めて均一なナノ微粒子が作製できることが明らかになった。得られた触媒の評価をUV-Vis分光法、X線回折法や光電子分光法、サイクリックボルタメトリーを用いて評価した結果、新らしい方法で作製した触媒は市販品と比較して酸素還元及びメタノールの酸化において優れていることが分かった。さらに、逆エマルジョン中で化学還元法を用いて作製した白金-ルテニウム合金触媒の作製法についても検討した。作製されたナノ微粒子はきわめて均一で2-4nmの範囲であること、また粒子の形態はマイクロエマルション中の水の量に関係すること、電気化学的な測定から作製した触媒は市販品と比較して高い活性を示すことを明らかにした。
白金-ルテニウム-スズ三元触媒及び白金-ルテニウム-鉄触媒の作製と評価について検討した。カーボン担持白金-ルテニウム-スズ(Pt_3Ru_2Sn/C)の触媒活性がカーボン担持白金-ルテニウム(Pt-Ru/C)触媒に比べて非常に高いことが明らかになった。これは3元合金触媒中のスズが白金の電子状態を変え、耐CO被毒性を向上することためと考えられる。また、白金-ルテニウム-鉄(Pt_3Ru_2Fe/C)の触媒活性についても検討した。この触媒のメタノールの酸化活性はCO被毒性の改良によってPt-Ru/C触媒のそれと比較して2.5倍高くなることが分かった。これは鉄が白金の電子状態を変え、白金へのCOの結合を弱めてRu上の水との反応を増進するためであることを明らかにした。
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