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白金とは異なる酸素還元経路をもつ燃料電池用金属ポルフィリンネットワーク触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24655119
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 機能物質化学
研究機関金沢大学

研究代表者

山口 孝浩  金沢大学, 物質化学系, 准教授 (90272947)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード燃料電池 / 金属ポルフィリン / イオンネットワーク / 酸素還元 / 開回路電位 / 電極触媒
研究成果の概要

固体高分子型燃料電池白金代替酸素極として開発した熱処理バリウムイオン架橋鉄ポルフィリンにおいて、白金系とは異なる酸素還元機構を提示すると共に、金属ポルフィリンの短所となる長期酸性下での動作安定性を評価した。熱処理によって生じる新規な高酸化状態となった鉄(III)ポルフィリンは、そのダイマー構造によって向かい合った鉄と環内窒素の4点で酸素分子を吸着すると、鉄(III)から鉄(IV)へ電荷分離を引き起こし、酸素の4電子還元反応が起こる経路を示した一方で、バリウムイオンがポルフィリンダイマー保持を補助しており、この補助が長期動作に重要な耐酸性、及び耐酸化性を発現していることも明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 学会発表 (16件)

  • [学会発表] 熱処理バリウムイオン架橋鉄ポルフィリンの酸素還元応答に対する過酸化水素の影響2015

    • 著者名/発表者名
      山口 孝浩,平澤 友紀,東 周平,桑原 貴之,髙橋 光信
    • 学会等名
      公益社団法人電気化学会第82回大会
    • 発表場所
      横浜市保土ケ谷区常盤台79-1 横浜国立大学
    • 年月日
      2015-03-15 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 酸素還元能を有する熱処理バリウム架橋鉄ポルフィリンスルホン酸の安定性に対する バリウムイオンの効果2014

    • 著者名/発表者名
      東 周平,平澤 友紀,山口 孝浩,桑原 貴之, 高橋 光信
    • 学会等名
      平成26年度日本化学会近畿支部北陸地区講演会・研究発表会
    • 発表場所
      富山県富山市五福 3190  富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 熱処理バリウム架橋鉄ポルフィリンスルホン酸塩 (Ba2+-FeTPPS4) の微粒子化とその 酸素還元挙動の検討2014

    • 著者名/発表者名
      塚田 治樹,山口 孝浩,桑原 貴之,高橋 光信
    • 学会等名
      平成26年度日本化学会近畿支部北陸地区講演会・研究発表会
    • 発表場所
      富山県富山市五福 3190  富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] カルボキシル基をもつ鉄ポルフィリンの熱処理操作による酸素還元能への影響2014

    • 著者名/発表者名
      岡田 大志,村井 直樹,山口 孝浩,桑原 貴之,高橋 光信
    • 学会等名
      平成26年度日本化学会近畿支部北陸地区講演会・研究発表会
    • 発表場所
      富山県富山市五福 3190  富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 熱処理バリウム架橋鉄ポルフィリンによる酸素還元反応機構の検討2014

    • 著者名/発表者名
      平澤友紀,山口孝浩,桑原貴之,高橋光信
    • 学会等名
      2014 年 電気化学会北陸支部秋季大会・産学官フォーラム講演会 合同大会
    • 発表場所
      福井県福井市下六条町103 番地 福井県産業会館
    • 年月日
      2014-10-16 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 金属ポルフィリンを模倣したコバルトピロール電析膜複合化とその修飾電極による酸素還元応答2014

    • 著者名/発表者名
      山下美緒,山口孝浩,桑原貴之,高橋光信
    • 学会等名
      2014 年 電気化学会北陸支部秋季大会・産学官フォーラム講演会 合同大会
    • 発表場所
      福井県福井市下六条町103 番地 福井県産業会館
    • 年月日
      2014-10-16 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] カルボキシル基をもつ鉄ポルフィリンへのカチオン架橋と熱処理がもたらす酸素還元能向上効果2014

    • 著者名/発表者名
      村井直樹, 山口孝浩, 桑原貴之, 高橋光信
    • 学会等名
      2014 年 電気化学会北陸支部秋季大会・産学官フォーラム講演会 合同大会
    • 発表場所
      福井県福井市下六条町14-1 福井県生活学習館
    • 年月日
      2014-10-16 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 熱処理バリウム架橋鉄ポルフィリンの酸化還元応答による酸素還元反応への影響2014

    • 著者名/発表者名
      平澤友紀,山口孝浩,桑原貴之,高橋光信
    • 学会等名
      2014年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      札幌市北区北17条西8丁目 北海道大学高等教育推進機構
    • 年月日
      2014-09-27 – 2014-09-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] フルオロアルキル基をもつ3―シリルチオフェンの電解重合とその酸化還元応答に対するドーパント種の影響2013

    • 著者名/発表者名
      和田 昌樹 , 山口 孝浩 , 本田 光典 , 桑原 貴之 , 高橋 光信
    • 学会等名
      2013年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      東京都目黒区大岡山2‐12‐1 東京工業大学大岡山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 電解重合により作成したコバルト/ピロール誘導体複合膜による酸素還元反応の評価2013

    • 著者名/発表者名
      砂道智成,山下美緒,山口孝浩,桑原貴之,高橋光信
    • 学会等名
      2013 年 電気化学会北陸支部秋季大会・表面技術協会中部支部講演・見学会 合同大会
    • 発表場所
      石川県野々市市扇が丘7-1 金沢工業大学扇台キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Eelectrocatalytic reduction of oxygen at heat-treated Ba2+-FeTPPS42013

    • 著者名/発表者名
      平澤友紀,獅子原渉,山口孝浩,桑原貴之,高橋光信
    • 学会等名
      2013 年 電気化学会北陸支部秋季大会・表面技術協会中部支部講演・見学会 合同大会
    • 発表場所
      石川県野々市市扇が丘7-1 金沢工業大学扇台キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 異なる凝集状態の水溶性金属ポルフィリンを熱処理した修飾電極の酸素還元応答2013

    • 著者名/発表者名
      獅子原渉,平澤友紀,山口孝浩,桑原貴之,高橋光信
    • 学会等名
      電気化学会創立第80周年記念大会
    • 発表場所
      仙台市青葉区川内41 東北大学川内キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱処理コバルトポルフィリン酸素還元触媒の調整とその酸素還元能評価2012

    • 著者名/発表者名
      獅子原渉、山口孝浩、桑原貴之、高橋光信
    • 学会等名
      日本化学会近畿支部平成24年度北陸地区講演会・研究発表会
    • 発表場所
      福井市文京3-9-1 福井大学文京キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 電位制御によるコバルトピロールオリゴマー電析膜の酸素還元応答

    • 著者名/発表者名
      山下美緒、山口孝浩、桑原貴之、高橋光信
    • 学会等名
      平成25年度日本化学会近畿支部北陸地区講演会・研究発表会
    • 発表場所
      石川県能美市旭台2-1 石川県ハイテク交流センター
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 3位にフルオロアルキル基をもつチオフェン誘導体の電解重合とその酸化還元応答評価

    • 著者名/発表者名
      和田昌樹、池田勇貴、山口孝浩、中島健吾、本田光典、桑原貴之、高橋光信
    • 学会等名
      平成25年度日本化学会近畿支部北陸地区講演会・研究発表会
    • 発表場所
      石川県能美市旭台2-1 石川県ハイテク交流センター
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱処理コバルトポルフィリンによる酸素還元反応機構の検討

    • 著者名/発表者名
      獅子原渉、山口孝浩、桑原貴之、高橋光信
    • 学会等名
      平成25年度日本化学会近畿支部北陸地区講演会・研究発表会
    • 発表場所
      石川県能美市旭台2-1 石川県ハイテク交流センター
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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