| 研究概要 |
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,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提案した。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二極分化していた。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,C1〜C4アルコール酸化反応のボルタモグラムを測定し温度依存性を解析した。また,一級アルコールと二級アルコールでは反応機構が異なることが判明した。次に,パウダーマイクロ電極とマイクロディスク電極を結合したデュアル電極により,Pt-Ru/C触媒微粒子上で生ずるアルコール酸化初期の解離吸着過程をマイクロディスク電極で検出することに成功した。検出物はプロトンであり,アルコール酸化初期におけるPt-Ru組成の影響が把握できた。次いで,同時スパッタ法により作製した白金基合金触媒のエタノール酸化に対する活性が高い多元系材料を見いだした。また,膜電極接合体(MEA)の電極触媒における反応を,前年度に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引き続き調べた。さらに,ナフィオン膜のプロトン導電率と表面特性の関係に及ぼすアルコール水の効果を電気化学インピーダンス測定と原子間力顕微鏡で調べた。ナフィオンは水雰囲気下では粗度が粗く導電率は大きいが、アルコール雰囲気下では表面は平坦で導電率も減少した。以上のように,これまで知見が少なかった電極触媒ならびに電解質界面に関する研究が進んだ。
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