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2018 年度 実績報告書

グリセリン酸化用高性能電極触媒の開発と直接型グリセリン燃料電池への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15H04162
研究機関大阪府立大学

研究代表者

井上 博史  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00213174)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワードグリセリン酸化 / 直接型グリセリン燃料電池 / 電極触媒 / 完全酸化 / 白金 / 銀修飾白金
研究実績の概要

(1) PtとAg修飾Pt(Ag/Pt)電極上でのglycolate(GC)とoxalate(OX)(炭素数2)とformate(FO)(炭素数1)のサイクリックボルタモグラム(CV)(30℃)においてGCの酸化電流は非常に小さかったが、Ag/Pt電極では大幅に増大し、AgはGC酸化活性を大きく改善することが分かった。OXとFOの存在下でのPtとAg/Pt電極のCVは非存在下とほぼ等しかったので、両分子ともPtとAg/Pt電極上ではほとんど酸化されなかったと考えられる。Pt電極上では両分子とも吸着しなかったのに対し、Ag/Pt電極ではPt表面上に非常に安定に吸着していることが示唆された。
(2) C-C結合の開裂が起こりうるglycerate(GR)とmesoxalate(MX)の酸化活性と生成物分布に関する知見を得るため、PtとAg/Pt電極を用いたGRあるいはMXを含むアルカリ水溶液の定電位電解(60℃)を行った結果、両分子ともAg/Pt電極の方がPt電極より同じ電解時間での酸化電気量が大きいことが分かった。
(3) GRの定電位電解では、Pt電極での主生成物はtartronate(TN)で、OXとFOも副生した。TN生成の電流効率(CE(TN))はOX生成のそれの約6倍であった。Ag/Pt電極でも生成物分布は同じであったが、CE(TN)はやや減少し、CE(OX)がやや増加した。以上の結果よりC-C結合の開裂が起こることは分かったが、TN、OX、FOのいずれもPtおよびAg/Pt電極上でほとんど酸化されなかったことから、これ以上のcarbonateへの完全酸化は難しいと予想される。
(4) MXの定電位電解では、Pt電極での主生成物はOXで、少量のFOが副生した。この結果よりC-C結合の開裂が起こっていると考えられる。OXとFO生成の電流効率の合計は約67%であったが、残りはOXとともに生成するcarbonateによると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 その他

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

  • [雑誌論文] Mechanism of glycerol oxidation reaction on silver-modified palladium electrode in alkaline medium2018

    • 著者名/発表者名
      Inoue Hiroshi、Kimura Shohei、Teraoka Yuki、Chiku Masanobu、Higuchi Eiji、Lam Binh Thi Xuan
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 43 ページ: 18664~18671

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2018.05.076

    • 査読あり
  • [学会発表] Preparation of Pd-deposited Spherical Ag Electrocatalysts and Their Application to Alkaline Fuel Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Eiji Higuchi, Naoki Hiratsuka, Masanobu Chiku, Hiroshi Inoue
    • 学会等名
      22nd ISE Topical Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Pt/Rh/SnO2 Catalysts for Selective Ethanol Oxidation Reaction to CO22018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Inoue, Masanobu Chiku, Eiji Higuchi
    • 学会等名
      233rd ECS Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of Silver Modification on Glycerol Oxidation Reaction Activity and Mechanism of Platinum Electrode in Alkaline Medium2018

    • 著者名/発表者名
      Eiji Higuchi, Akihisa Ochi, Masanobu Chiku, Hiroshi Inoue
    • 学会等名
      69th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Electrocatalysts for Alcohol Oxidation Reaction toward Application to Direct Alcohol Fuel Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Inoue, Masanobu Chiku, Eiji Higuchi
    • 学会等名
      Sino-Japanese Symposium on Catalytic Systems for Fuel Cells
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of Ag-modification on Mechanism for glycerol Oxidation Reaction on Pt Electrode2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Hamada, Akihisa Ochi, Masanobu Chiku, Eiji Higuchi, Hiroshi Inoue
    • 学会等名
      Sino-Japanese Symposium on Catalytic Systems for Fuel Cells
    • 国際学会
  • [学会発表] Pt/SnO2触媒のエタノール酸化反応におけるSnO2被覆率の影響2018

    • 著者名/発表者名
      尾崎 愛,知久昌信,樋口栄次,井上博史
    • 学会等名
      2018年度電気化学会関西支部第3回関西電気化学研究会
  • [備考] グリセリン酸化触媒の開発

    • URL

      http://www2.chem.osakafu-u.ac.jp/ohka/ohka4/research.html

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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