| 研究概要 |
炭素電極を用いて窒素ガス導入アーク放電によりカーボンナノホーン粒子を合成し,その粒子の表面に白金の微粒子を分散させた。この白金担持粒子を用いて固体高分子形燃料電池をつくり,発電の特性を測定した。カーボンナノホーンを合成する時の窒素ガス導入アーク放電の電流値や放電形式を変化させ,固体高分子形燃料電池の発電の特性が最も良くなるアーク放電条件を求めた。さらに,比表面積や触媒担持分散度など,カーボンナノホーンの物理的性質を測定し,燃料電池発電特性との比較を行った。(以上,未発表)一方,白金を混入した炭素電極を用いて液体窒素中アーク放電により白金担持カーボンナノホーンを合成すると,その粒子を用いても燃料電池の発電が見られるが,その発電特性は優れたものではないことが分かった。その理由は,白金の多くが炭素粒子の内側に存在することが原因である。液体中アーク放電の反応機構を調べるために有機溶媒中のアーク放電を行い,放電で生じる気泡中の炭素濃度を増加させる実験を行った。炭素濃度が増加するほど,カーボン粒子の生成速度は増加することから(最大2桁増加する),気泡中の組成がこの反応系では重要であることが分かった。また,反応機構の解明を目的として液中アーク放電場に強制対流を起し,アークで生じる炭素蒸気の冷却速度を変化させた実験を行った。さらに,液体窒素中アーク放電で生成するカーボンナノホーンの物理的特性に起因するガス吸着による電気伝導度の変化を調べた。
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