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Doped Graphene Foam as a Model Oxygen Reduction Reaction Electrocatalyst System

研究課題

研究課題/領域番号 15K17898
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 エネルギー関連化学
研究機関九州大学

研究代表者

LYTH Stephen  九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 准教授 (50618824)

研究協力者 SASAKI Kazunari  Kyushu University, 12CNER Distinguished, Professor
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワードElectrochemistry / Catalysis / Nitrogen-doped carbon / Oxygen reduction / non-precious / Pt-free / Fe-N-C / Fuel Cells / fuel cells / PEFCs / non-PGM / oxygen reduction / nitrogen-doped carbon / durability / carbon / nitrogen-doped / foam / electrochemistry / platinum-free
研究成果の概要

窒素ドープカーボンフォームを調製し、Ptフリー電極触媒の酸素還元反応のためのモデルシステムとして用いた。メタルフリー窒素ドープカーボンフォームを合成後、このカーボンフォームに鉄を含浸させたものと物性比較を行った。酸性溶媒中のFe-N-C触媒は、大きなポアによる拡散性の高さから市販のPtフリー触媒よりも優れた性能を示したが、Pt / Cには劣った。アルカリ性溶媒中のFe-N-C触媒は、Pt/Cを上回る性能を示した。活性部位での反応メカニズムを明らかにした。また耐久性評価の結果からアルカリ性溶媒中でのPtフリー触媒の優れた安定性が明らかとなり、劣化メカニズム解明を透過電子顕微鏡観察を用いて行った。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Sheffield(United Kingdom)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Durability of Template-Free Fe-N-C Foams for the Oxygen Reduction Reaction in Alkaline Solution2017

    • 著者名/発表者名
      Albert Mufundirwa, George Harrington, Bretislav Smid, Benjamin V. Cunning, Kazunari Sasaki, and Stephen M. Lyth
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources (Submitted)

      巻: N/A

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design and Scale-up of Nitrogen-Doped Carbon Foam Supports for High-Performance Fe-N-C Electrocatalysts2017

    • 著者名/発表者名
      Albert Mufundirwa, Bretislav Smid, Benjamin V. Cunning, Kazunari Sasaki, and Stephen M. Lyth
    • 雑誌名

      Electrocatalysis (Submitted)

      巻: N/A

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Metal-Free Nitrogen-Doped Carbon Foam Electrocatalysts for the Oxygen Reduction Reaction in Acid Solution2016

    • 著者名/発表者名
      J Liu, S Yu, T Daio, MS Ismail, K Sasaki, SM Lyth
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 163 (9) 号: 9 ページ: F1049-F1054

    • DOI

      10.1149/2.0631609jes

    • 関連する報告書
      2016 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] Nitrogen-Doped Carbon Foam as a Highly Durable Metal-Free Electrocatalyst for the Oxygen Reduction Reaction in Alkaline Solution2016

    • 著者名/発表者名
      Jianfeng Liu, Benjamin V Cunning, Takeshi Daio, Albert Mufundirwa, Kazunari Sasaki, Stephen M Lyth
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta

      巻: 220 ページ: 554-561

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2016.10.090

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Engineered Heteroatom-doped Carbons for Sustainable Energy Applications in Fukuoka2017

    • 著者名/発表者名
      Stephen Lyth
    • 学会等名
      7th World Annual Congress of Nano Science & Technology
    • 発表場所
      Fukuoka Hilton Sea Hawk, Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2017-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Recent Advances in Fuel Cell Research at WPI-I2CNER, Kyushu University2017

    • 著者名/発表者名
      Stephen Lyth
    • 学会等名
      5th Fuel Cell International Meeting
    • 発表場所
      Morito Memorial Hall (Tokyo University of Science)
    • 年月日
      2017-02-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Heteroatom-doped carbons for hydrogen and fuel cell applications in Japan2016

    • 著者名/発表者名
      Stephen Lyth
    • 学会等名
      H2FC Supergen 2016
    • 発表場所
      Ulster University, Jordanstown Campus
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gram-scale Synthesis of Nitrogen-doped Carbon Foams as Template-Free, Metal- Free, Non-Precious Electrocatalysts for Oxygen Reduction and CO 2 Conversion2016

    • 著者名/発表者名
      Stephen Lyth
    • 学会等名
      ECS Fall Meeting, PRIME 2016
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, US
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heteroatom-doped Carbons for Electrochemical Energy Conversion2016

    • 著者名/発表者名
      Stephen Lyth
    • 学会等名
      International Symposium on Electrocatalysis
    • 発表場所
      Shonan Village Center, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Heteroatom-doped Carbons for Hydrogen, Fuel Cell, and Electrolysis Applications in Japan2016

    • 著者名/発表者名
      Stephen Lyth
    • 学会等名
      Scottish Hydrogen & Fuel Cell Association Conference
    • 発表場所
      St Andrews, Scotland
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heteroatom-doped Carbons for Electrochemical Energy Conversion2016

    • 著者名/発表者名
      Stephen Lyth
    • 学会等名
      7th UK-Japan Symposium on Fundamental Research Advances in Carbon Nanomaterials
    • 発表場所
      RSC, London, UK
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heteroatom-doped Carbons for Electrochemical Energy Conversion2016

    • 著者名/発表者名
      Stephen Lyth
    • 学会等名
      Japanese Swiss Energy Materials Workshop 2016
    • 発表場所
      Zurich, Switzerland
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Heteroatom-Doped Carbon Foams for Hydrogen Energy Technologies2015

    • 著者名/発表者名
      Stephen Lyth
    • 学会等名
      Heteronanocarb 2015
    • 発表場所
      Benasque, Spain
    • 年月日
      2015-12-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Doped and Decorated Graphene Foam Electrocatalysts2015

    • 著者名/発表者名
      Stephen Lyth
    • 学会等名
      228th ECS Meeting
    • 発表場所
      Phoenix, US
    • 年月日
      2015-10-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nitrogen-doped Graphene Foams as Template-Free, Metal-Free, Non-Precious Electrocatalysts for Oxygen Reduction in Acid and Alkaline Media2015

    • 著者名/発表者名
      Stephen Lyth
    • 学会等名
      Electrolysis and Fuel Cell Discussions
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Nitrogen-Doped Graphene Foam As a Metal-Free Electrocatalyst2015

    • 著者名/発表者名
      Stephen Lyth
    • 学会等名
      ECS Conference on Electrochemical Energy Conversion
    • 発表場所
      Glasgow, UK
    • 年月日
      2015-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Highly Durable Non-Precious Nitrogen-doped Graphene Electrocatalysts for Alkaline Fuel Cells2015

    • 著者名/発表者名
      Stephen Lyth
    • 学会等名
      European Fuel Cell Forum 2015
    • 発表場所
      Luzern, Switzerland
    • 年月日
      2015-06-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] Hydrogen Energy Engineering: A Japanese Perspective2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sasaki, H-W. Lee, A. Hayashi, J. Yamabe, T. Ogura, and S. M. Lyth
    • 総ページ数
      593
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] The Lyth Lab website.

    • URL

      https://sites.google.com/site/graphenegnome/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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