| 研究課題/領域番号 |
18H01772
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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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| 審査区分 |
小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
中川 紳好 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (70217678)
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| 研究分担者 |
石飛 宏和 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (00708406)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
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| キーワード | 電極触媒 / 燃料電池 / 酸化グラフェン / 複合体構造 / ナノ材料 / メタノール燃料電池 / グラフェン |
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| 研究成果の概要 |
直接メタノール燃料電池の出力を劇的に向上させる燃料電極触媒層を構築することを目的として、2D触媒担体としてのGOに表面処理の導入と、ナノサイズスペーサー材料との組み合わせを調査した。 GOエアロゲルを200℃で熱処理したRGOAを担体として使用することで、PtRuの触媒利用率を高めることに成功した。 これはGO表面の酸素官能基が減少したことによるGOの積層力の緩和と説明できた。 さらに、PtRu/RGOAとTi4O7微粒子の複合体は、ほぼ100％の触媒利用率と、PtRu/RGOAの約2倍の質量活性を示した。 この混合比を調整することにより、高い触媒層活性が実現されることが見出された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
直接メタノール燃料電池は、液体メタノールの取扱いの容易さ、高いエネルギー密度、小型化が可能なことから次世代の高効率なコンパクト電源として期待されている。直接メタノール燃料電池の実用化には、貴金属触媒の使用量を抑えつつ、出力密度を増大するというトレードオフ問題を解決しなければならない。本研究では従来触媒利用率が低かった2D触媒の触媒利用率をほぼ100%に増大させ、燃料電池の触媒層に適した高い反応活性と層構造を有する触媒層構築する方法を明らかにした。
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