| 研究概要 |
直接アルコール形燃料電池(DAFC)に使用される粉体触媒上のアルコール酸化反応をダイレクトに研究する電気化学計測法を開発し,当該反応機構に係る研究を進めてきた。具体的には,マイクロ電極を発展させた新規電極を使用し,機能性パウダー触媒上のアルコール酸化ならびに関連する反応を電気化学的に研究することにある。今年度の主要な研究成果は,次の通りである。まず,粉体マイクロ電極にPt/C粉体触媒を充填し,DAFCのカソード耐性を,酸素飽和した硫酸溶液中で定電位保持した前後の特性から調べた。酸素還元の開始電位が貴方向にシフトし,拡散限界電流が小さくなることが分かった。次に,静電噴霧法(ESD)を用いて,固体高分子電解質膜上にパウダー触媒からなる電極触媒層を形成し,膜電極接合体(MEA)を作製した。当該作製法により形成された電極触媒層は電解質膜に対して強固な接着力を有し,発電性能は従来工法と比較して同等以上であった。また,DAFC作動中のMEA内のメタノール透過性を単セル運転により評価した。電解質膜中のプロトン輸送に伴い燃料極に供給されたメタノール水溶液が,その組成を保ちながらカソード側に到達する機構が示された。さらに,同MEAを用いてメタノール水を原料とした水素製造法を検討した。次に,MEAを模して単セル特性を簡便に評価できる固相セルを作製し,粉体電極触媒の関わる電極反応を計測した。従来の硫酸溶液中と異なり,高濃度メタノールならびに高濃度酸素環境下の電極反応が可能となった。さらに,プロパノール酸化用多元合金をスパッタ法で形成し,硫酸水溶液中の電極反応を研究した。新規に作製されたPt-Ru-Auが,Pt-RuおよびPt-Ru-W等に比較して卑電位から高活性を示した。以上のように,これまで知見が少なかった粉体電極触媒,ならびにそれらを用いたMEAにおける各環境下の研究が進展した。
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