| 研究概要 |
本研究は,ダイレクトアルコール燃料電池(DAFC)に使用されるパウダー触媒の電極反応をストレートに研究する電気化学測定法を開発し,かつアルコール酸化の複雑な電極反応機構を解明することを目的とする。従来の燃料電池用電極触媒の研究は,平板電極を用いる基礎研究と,単セル特性による方法に終始していた。本研究は,マイクロ電極を発展させ新規な計測デバイスを創製することにより,燃料電池に実装される機能性パウダー触媒上のアルコール酸化の反応機構を電気化学的手法により研究することにある。今年度の主要な研究実績は,以下の通りである。まず,Pt-Ru/C触媒微粒子を充填したパウダーマイクロ電極を用いて,昇温昇圧下の各種アルコールのボルタモグラムを測定し解析を行った。次に,パウダーマイクロ電極とマイクロディスク電極をドッキングしたデュアル電極を創製し,Pt-Ru/C触媒微粒子上で生ずるアルコール酸化反応生成物をマイクロディスク電極で検出することに成功した(新規導入したバイポテンショスタット使用)。検出物はプロトンであることが判明し,電極電位に対する検出量から反応機構を推論した。次いで,多元スパッタ法により作製した白金基合金触媒のナノ構造が,電気化学走査することにより変化することをAFM測定により見いだした。この研究項目は,継続検討する。また,膜電極接合体(MEA)の電極触媒における反応を,新規導入したアルコール電極反応生成物分析装置とガルバノスタットを用いて調べた。さらに,静電噴霧法(ESD)を,固体高分子電解質膜上への電極触媒層形成法として新たに採用した結果,電解質膜上の任意個所に電極触媒を設けることが可能になった。当該工法で作製したMEAの単セル発電特性を測定評価した。以上のように,これまで直接測定されることがなかったパウダー触媒の電極反応を多様な角度からアプローチする研究が進展した。
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