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ナノ材料間の相互作用に基づく新触媒開発とエネルギーデバイスイノベーション

研究課題

研究課題/領域番号 26289300
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 触媒・資源化学プロセス
研究機関群馬大学

研究代表者

中川 紳好  群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (70217678)

研究分担者 石飛 宏和  群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (00708406)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2014年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
キーワード電極触媒 / 直接メタノール燃料電池 / ナノ材料 / 相互作用 / 担体効果 / 触媒・化学プロセス / 燃料電池 / 化学工学 / 触媒・化学プロセス
研究成果の概要

COのパルス吸着実験から,著者らのPtRu/TECNF触媒がメタノール酸化反応に対し高活性を示す要因が,貴金属表面から担体へのCOスピルオーバーであることが示唆された.TECNFに代わる触媒担体として,TiO2前駆体溶液をCNF表面に付着させ,酸化処理して得られるTCCNFとTiO2に代えてCeO2を含有したCNF(CECNF)とが提案された.PtRu/TECNFの触媒層はPtRu/Cの場合に比べ,空隙率が大きい層になることが分かった.PtRu/TECNFのPtRu添加割合は30wt%が最適であり,それを用いたDMFCは174 mW/cm2という市販触媒をはるかに凌ぐ高い出力を示した.

報告書

(4件)
  • 2017 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Improved performance of direct methanol fuel cells with the porous catalyst layer using highly-active nanofiber catalyst2018

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Tsukagoshi, Hirokazu Ishitobi, Nobuyoshi Nakagawa
    • 雑誌名

      Carbon Resources Conversion

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 61-72

    • DOI

      10.1016/j.crcon.2018.03.001

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maximized specific activity for the methanol electrooxidation by the optimized PtRu-TiO2-carbon nano-composite structure2018

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Ishitobi, Yusuke Kawatsu, Yuhei Kudo, Nobuyoshi Nakagawa
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 印刷中 号: 58 ページ: 30743-30753

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2018.03.108

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of embedded TiO2 in carbon nanofiber support on Pd catalyst activity for formic acid oxidation2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Aoyama, Yuki Nishio, Hirokazu Ishitobi, and Nobuyoshi Nakagawa
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 698 ページ: 41-46

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.698.41

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimized CeO2 content of the carbon nanofiber support of PtRu catalyst for direct methanol fuel cells2015

    • 著者名/発表者名
      Hikari Kunitomo, Hirokazu Ishitobi, Nobuyoshi Nakagawa
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: 297 ページ: 400-407

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2015.07.002

    • 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] Enhanced ethanol oxidation activity for a direct fuel cell with silica-carbon composite catalyst support2015

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Ishitobi, Yurina Ino, and Nobuyoshi Nakagawa
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 69 号: 17 ページ: 825-831

    • DOI

      10.1149/06917.0825ecst

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 化学吸脱着法を用いた燃料電池触媒の解2018

    • 著者名/発表者名
      須藤 遼, 山口 凌、石飛宏和, 中川紳好
    • 学会等名
      第20回化学工学会学生発表会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] New Composite Catalysts for Direct Methanol Fuel Cell2017

    • 著者名/発表者名
      N. Nakagawa
    • 学会等名
      6th International Conference on Fuel Cell & Hydrogen Technology
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 化学吸脱着法を用いた燃料電池触媒の調査2017

    • 著者名/発表者名
      山口 凌, 中川紳好, 石飛宏和
    • 学会等名
      化学工学会 第82年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] TiO2修飾担体を用いたメタノール電極酸化触媒2017

    • 著者名/発表者名
      八木 暁, 石飛 宏和, 中川紳好
    • 学会等名
      化学工学会 第82年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 化学吸脱着法を用いた燃料電池触媒の吸着特性2017

    • 著者名/発表者名
      山口 凌, 石飛宏和,中川紳好
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] メタノール酸化電極触媒に用いるセリア含有カーボンナノファイバー担体2016

    • 著者名/発表者名
      國友 ひかり,石飛 宏和,中川 紳好
    • 学会等名
      化学工学会第81年会
    • 発表場所
      関西大学、大阪
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 化学吸脱着法を用いた燃料電池触媒の解析2016

    • 著者名/発表者名
      山口 凌, 山森 将太, 竹内 大蔵, 石飛 宏和, 中川 紳好
    • 学会等名
      化学工学会第81年会
    • 発表場所
      関西大学、大阪
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 新規ナノファイバー触媒を適用した直接メタノール燃料電池の発電特性2016

    • 著者名/発表者名
      塚越 陽介, 石飛 宏和, 中川 紳好
    • 学会等名
      化学工学会第81年会
    • 発表場所
      関西大学、大阪
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 直接エタノール燃料電池のためのSiO2含有CNF触媒担体2016

    • 著者名/発表者名
      井野 友梨奈, 石飛 宏和, 中川 紳好
    • 学会等名
      化学工学会第81年会
    • 発表場所
      関西大学、大阪
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of Fuel Cell Catalysts Using a Chemisorption/Desorption Method2016

    • 著者名/発表者名
      Shota Yamamori, Ryo Yamaguchi, Hirokazu Ishitobi, Nobuyoshi Nakagawa
    • 学会等名
      3rd International Symposium of Gunma University Medical Innovation and 8th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Power Generation Characteristics of a Direct Methanol Fuel Cell Using Novel RtRu/TCCNF Catalyst2016

    • 著者名/発表者名
      Daiki Naito, Hirokazu Ishitobi and Nobuyoshi Nakagawa
    • 学会等名
      3rd International Symposium of Gunma University Medical Innovation and 8th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PtRu/TECNFにおける担体の賦活条件が活性におよぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      八木 暁、石飛宏和、中川紳好
    • 学会等名
      第23回燃料電池シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高性能メタノール燃料電池の開発2016

    • 著者名/発表者名
      中川紳好
    • 学会等名
      第12回群馬産学官金連携推進会議
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] PtRu/TCCNF触媒を用いたDMFC発電特性2016

    • 著者名/発表者名
      内藤大樹、石飛宏和、中川紳好
    • 学会等名
      化学工学会第48秋季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 液供給型電池の電極設計に対する化学工学的アプローチ2016

    • 著者名/発表者名
      石飛宏和
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] PtRu/TECNFにおける担体の賦活条件が活性におよぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      八木 暁,石飛 宏和,中川 紳好
    • 学会等名
      化学工学会福島大会2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Catalytic activity of PtRu particles supported on the CeO2-embedded carbon nanofibers prepared from different source materials2015

    • 著者名/発表者名
      Hikari Kunitomo, Hirokazu Ishitobi and Nobuyoshi Nakagawa
    • 学会等名
      The Fifth International Symposium on element Innovation
    • 発表場所
      Kiryu, Japan
    • 年月日
      2015-11-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TECNF担体中の窒素含有量がメタノール酸化活性におよぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      髙見澤 正人、中川 紳好、石飛 宏和
    • 学会等名
      2015年 化学工学会 群馬大会
    • 発表場所
      桐生市民文化会館
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] コンポジットカーボンナノファイバーを担体に用いたDMFC用アノード触媒2015

    • 著者名/発表者名
      中川紳好
    • 学会等名
      第8回新電極触媒シンポジウム&宿泊セミナー
    • 発表場所
      東レ総合研究センター、三島
    • 年月日
      2015-10-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Enhanced ethanol oxidation activity for a direct fuel cell with silica-carbon composite catalyst support2015

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Ishitobi, Yurina Ino, and Nobuyoshi Nakagawa
    • 学会等名
      228th ECS meeting
    • 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] Adsorption and desorption properties of the PtRu nanoparticle catalysts deposited on the different supports2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuyoshi Nakagawa, Hirokazu Ishitobi and Taizo Takeuchi
    • 学会等名
      APCChE 2015
    • 発表場所
      Melbourne, Victoria
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] チタニア修飾CNF担体に担持させたPtRu触媒のメタノール酸化活性2015

    • 著者名/発表者名
      河津 悠佑、石飛 宏和、中川 紳好
    • 学会等名
      化学工学会 第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 化学吸脱着法を用いた燃料電池触媒の特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      山森 将太、 竹内 大蔵、山口 凌、石飛 宏和、中川 紳好
    • 学会等名
      化学工学会 第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] セリア含有カーボンナノファイバー担体におけるセリア粒子サイズの影響2015

    • 著者名/発表者名
      國友 ひかり、石飛 宏和、中川 紳好
    • 学会等名
      化学工学会 第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 直接エタノール形燃料電池のシリカ含有触媒担体によるCO2選択性2015

    • 著者名/発表者名
      井野 友梨奈、石飛 宏和、中川 紳好
    • 学会等名
      化学工学会 第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高活性ナノファイバー触媒を用いたDMFC発電特性2015

    • 著者名/発表者名
      塚越陽介、石飛宏和、中川紳好
    • 学会等名
      化学工学会第80年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学、東京
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] チタニア修飾CNT担体を用いたメタノール酸化電極触媒2014

    • 著者名/発表者名
      河津悠佑、石飛宏和、中川紳好
    • 学会等名
      化学工学会新潟大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2014-11-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] PtRu/TECNF触媒を用いたDMFC発電特性2014

    • 著者名/発表者名
      塚越陽介、石飛宏和、中川紳好
    • 学会等名
      第55回電池討論会
    • 発表場所
      国立京都国際会館、京都
    • 年月日
      2014-11-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Power generation characteristics of a DMFC using novel PtRu/TECNF catalyst2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsukagoshi, H. Ishitobi, N. Nakagawa
    • 学会等名
      The Fourth International Symposium on Element Innovation
    • 発表場所
      Gunma University, Japan
    • 年月日
      2014-10-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Material and Charge Transfer in the Fiber Catalyst Layer for Polymer Electrode Fuel Cells2014

    • 著者名/発表者名
      H. Ishitobi, T. Yoshida, N. Nakagawa
    • 学会等名
      226th Meeting of The Electrochemical Society
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2014-10-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Power generation characteristics of a DMFC using nobel PtRu/TECNF catalyst2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsukagoshi, H. Ishitobi, N. Nakagawa
    • 学会等名
      JSPS-NRFK International Seminar between Japan and Korea in 2014
    • 発表場所
      Kiryu, Japan
    • 年月日
      2014-08-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Effect of the fiber length of PtRu/TECNF catalysts on MOR activity2014

    • 著者名/発表者名
      T. Takeuchi, Y. Ito, T. Tsujiguchi, N. Nakagawa
    • 学会等名
      JSPS-NRFK International Seminar between Japan and Korea in 2014
    • 発表場所
      Kiryu, Japan
    • 年月日
      2014-08-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] PtRu/TECNF触媒を用いたDMFCの発電特性2014

    • 著者名/発表者名
      塚越陽介、石飛宏和、中川紳好
    • 学会等名
      第21回燃料電池シンポジウム
    • 発表場所
      タワーホール船堀、東京
    • 年月日
      2014-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Direct Methanol Fuel Cells2017

    • 著者名/発表者名
      N. Nakagawa, M. A. Abdelkareem, T. Tsujiguchi, M. S. Masdar
    • 総ページ数
      214
    • 出版者
      NOVA science publishers, Inc.
    • ISBN
      9781536126044
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] Energy Process Laboratory

    • URL

      http://nakagawa-noda.ees.st.gunma-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書 2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

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