| 研究課題/領域番号 |
17360358
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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 | 一般 |
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| 研究分野 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
井上 博史 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (00213174)
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| 研究分担者 |
野原 愼士 大阪府立大学, 工学研究科, 講師 (40326278)
樋口 栄次 大阪府立大学, 工学研究科, 助教 (80402022)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
16,120千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 720千円)
2007年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2006年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
2005年度: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
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| キーワード | 白金-ニッケル合金 / ナノ結晶 / 置換析出 / 電極触媒 / 固体高分子形燃料電池 / 水素酸化反応 / 耐一酸化炭素被毒性 / Pt-Ni合金 / PEFC / 耐CO被毒性 / 温度依存製 / Ptカルボニル錯体 / CO被毒 / 水素酸化 / DMFC / アノード溶解 / CO / EQCM |
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| 研究概要 |
非貴金属であるNi基板上にPtCl_6^<2->水溶液を滴下するという簡便な方法で作製した少量のNiを含むPtナノ粒子(Pt-Ni)触媒が特異的なCO酸化活性を示した原因ならびにCO存在下での水素酸化反応に対する本触媒の有効性を明らかにすることを目的とした本研究の結果、以下のような知見が得られた。
1)Ni上でのCO酸化特性をEQCM法により調べた結果、Niのアノード溶解開始電位はCOの吸着により約300mV正電位側にシフトし、溶解量もCOの吸着により大きく減少することがわかった。また、COの吸着したNiのアノード溶解開始電位は電解液として用いた硫酸の濃度に依存し、COの酸化反応がトリガーとして働いている。これらの結果より、NiにCOを吸着させることによりアノード溶解を効果的に抑制できることが明らかになった。
2)COを前もって吸着させた場合と吸着させなかった場合のPt-Ni合金触媒/Ni電極を用いて水素酸化反応の対流ボルタンメトリーを行った結果、COを前吸着させた場合にも酸化電流は流れ、温度が高くなるほど大きくなり、Tafel勾配はCOの前吸着の有無にかかわらず30mVdec^<-1>であり、水素酸化反応はTafel-Volmer機構で進行することが分かった。これらの結果より、Pt-Ni合金触媒はCOを前吸着させた場合でさえ、水素酸化能を保持することが明らかになった。
3)Pt-Ni/Ni電極の水素酸化電流はPt電極の場合と同様、温度の上昇とともに大きくなった。COを前吸着させた場合にも同様の傾向が認められた。2電子酸化プロセスで進行すると仮定したとき、25℃におけるPt-Ni合金上のCOによる被覆率は約40%であったが、60℃では18%と大幅に減少した。
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