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シリコン電極薄型燃料電池 -触媒層の改善-

研究課題

研究課題/領域番号 25390045
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ナノマイクロシステム
研究機関東京理科大学

研究代表者

早瀬 仁則  東京理科大学, 理工学部, 教授 (70293058)

研究分担者 鈴木 崇弘  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (90711630)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード燃料電池 / MEMS / UPD / SLRR / 多孔質シリコン / 触媒 / 一酸化炭素耐性 / 原子層堆積 / 多孔質白金 / 多孔質パラジウム / 触媒被毒
研究成果の概要

開発を進めている小型燃料電池の触媒層におけるPt使用量を削減するために、従来使用していた多孔質Pt触媒に変えて、多孔質Pd層のPd表面上にわずかにPtを析出させた触媒構造の検討を進めた。計画通り、UPD (UnderPotential Deposition) により原子層レベルのCuを堆積させたのちに、このCuとPtを置換させる SLRR (Surface Limited Redox Replacement) によりわずかなPt堆積を実現した。これにより、10μg/cm2のごくわずかなPtで、高い触媒性能を得た。さらに、この触媒が高いCO耐性を有することが分かった。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Effect of blending carbon nanoparticles and nanotubes on the formation of porous structure and the performance of proton exchange membrane fuel cell catalyst layers2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Suzuki, Ryohei Hashizume, Masanori Hayase
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: 286 ページ: 109-117

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2015.03.119

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Investigation of Solvent and Carbon Particles Behavior during Drying Process from Catalyst Ink to Catalyst Layer2015

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, M. Kobayashi, H. Tanaka, M. Hayase, S. Tsuhima
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 69 (17) 号: 17 ページ: 465-470

    • DOI

      10.1149/06917.0465ecst

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] シリコン微細加工プロセスを用いた超小型燃料電池2015

    • 著者名/発表者名
      早瀬 仁則
    • 雑誌名

      機械の研究

      巻: 67(12) ページ: 1035-1040

    • NAID

      40020664129

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] A miniature fuel cell with monolithically fabricated Si electrodes -Reduction of residual porous Si on catalyst layer-2014

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, T. Suzuki, M. Hayase
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: 267 ページ: 622-628

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2014.05.108

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Miniature fuel cell with monolithically fabricated Si electrodes -Uniformity of Catalyst Layer Thickness-2014

    • 著者名/発表者名
      I. Morisawa, T. Suzuki, N. Katayama, K. Dowaki, M. Hayase
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 557 ページ: 012108-012108

    • DOI

      10.1088/1742-6596/557/1/012108

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Miniature fuel cell with monolithically fabricated Si electrodes - Alloy catalyst formation -2013

    • 著者名/発表者名
      D. Ogura, T. Suzuki, N. Katayama, K. Dowaki, M. Hayase
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 476 ページ: 12066-12066

    • DOI

      10.1088/1742-6596/476/1/012066

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 一体成型したシリコン電極板を用いた薄型燃料電池-耐一酸化炭素特性の向上-2016

    • 著者名/発表者名
      宮内俊光、早瀬仁則
    • 学会等名
      2016年度精密工学会春季大会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Pd-Pt Catalyst Layer Formation Based on Porous Si2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hayase
    • 学会等名
      228th Meeting of the Electrochemical Society
    • 発表場所
      Phoenix, USA
    • 年月日
      2015-10-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 一体成型したシリコン電極板を用いた薄型燃料電池-UPD-SLRR法によるPd-Pt触媒形成-2015

    • 著者名/発表者名
      宮内俊光、早瀬仁則
    • 学会等名
      2015年度精密工学会秋季大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 一体成型したシリコン電極板を用いた薄型燃料電池-モノマー重合による触媒層電解質膜間の密着性向上-2015

    • 著者名/発表者名
      森澤生槻、山口猛央 、早瀬仁則
    • 学会等名
      2015年度精密工学会秋季大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Miniature Fuel Cell with Monolithically Fabricated Si Electrodes -Pd-Pt Catalyst by UPD-SLRR-2014

    • 著者名/発表者名
      M. Hayase, T. Suzuki, D. Ogura
    • 学会等名
      The Electrochemical Society 226th Meeting
    • 発表場所
      Mexico, Cancun
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] シリコンワンチップ型燃料電池の開発 -多孔質シリコン層での電解質ポリマー重合-2014

    • 著者名/発表者名
      水野、鈴木、山口、早瀬
    • 学会等名
      2014年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      鳥取大学
    • 年月日
      2014-09-16 – 2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 一体成型したシリコン電極板を用いた薄型燃料電池 -電極板と電解質膜の密着性向上-2014

    • 著者名/発表者名
      森澤、鈴木、山口、早瀬
    • 学会等名
      2014年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      鳥取大学
    • 年月日
      2014-09-16 – 2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] シリコンワンチップ型燃料電池の開発2014

    • 著者名/発表者名
      水野 宏俊
    • 学会等名
      2014年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ燃料電池 - バイオ水素の可能性 -2013

    • 著者名/発表者名
      早瀬 仁則
    • 学会等名
      日本機械学会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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