| 研究分担者 |
佐々木 岳彦 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 准教授 (90242099)
唯 美津木 東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (70396810)
牟 新東 東京大学, 大学院・理学系研究科, 特任助教 (20422363)
近藤 寛 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (80302800)
本倉 健 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (90444067)
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| 研究概要 |
燃料電池電極反応や電池燃料となる水素精製のための選択酸化反応,有用選択酸化反応に対する新規高性能触媒を開発した。一方で,時々刻々の構造,元素情報を提供すことのできる時間分解表面構造解析手法の開発,改良を行い,選択酸化触媒反応,電極反応中における触媒活性構造の動きをリアルタイムで捉えることに成功した。
燃料電池触媒を被毒する製造水素ガス中の一酸化炭素の選択除去反応であるPROX反応に100℃以下の低温で高活性,高選択性を示す初めての被貴金属系触媒の開発に成功した。水熱合成法で調製した酸化セリウム担持銅ナノクラスター触媒が,水や二酸化炭素の存在下でも過剰水素中の一酸化炭素を選択的に酸化することを見出し,その触媒活性構造について報告した。
燃料電池セル内での電極反応と電極触媒の働きを解明し,実用化に際し解決が必要な重要課題となっている金属触媒の溶出による電池劣化の要因を明らかにするために,燃料電池起電時の実用燃料電池カソード及びアノード触媒の構造変化をin-situ時間分解XAFS法により世界で初めて捉えることに成功した。電気化学的反応と白金触媒,白金系合金触媒表面の結合形成,Pt触媒の帯電過程の反応速度に著しい差があることを見出し,その全ての速度定数を決定した。燃料電池セル内で発生する異常電圧が白金触媒の溶出を加速させる要因であることを明らかにした。
バルク量論の酸素吸蔵/放出能力を有するセリウムージルコニウム複合酸化物触媒の酸素吸蔵/放出現象に伴う酸化物構造変化を世界最速のin-situ時間分解XAFS法により解明し,新現象を見出した。更に,同複合酸化物に担持したニッケル触媒を開発し,メタンのリフォーミングによる水素製造反応に比較的低温で優れた触媒活性を有することを見出した。
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