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2008 年度 実績報告書

低次元水和酸化ルテニウムナノ構造体の活性担体機能と電極触媒活性

研究課題

研究課題/領域番号 18685026
研究機関信州大学

研究代表者

杉本 渉  信州大学, 繊維学部, 准教授 (20313843)

キーワード電気化学 / 電極触媒 / 燃料電池 / 層状化合物 / ナノシート / 水和酸化物 / 酸化ルテニウム / 層はく離
研究概要

PtRu合金は固体高分子形燃料電池(PEFC)や直接メタノール形燃料電池(DMFC)のアノード触媒として有望視されているが, 貴金属利用率の向上, 劣化機構の解明ならびに抑制などが課題である。本研究課題では, 触媒活性を有し, かつ電気化学的に安定で良好なプロトン・電子混合導電性を有する水和酸化ルテニウムや酸化ルテニウムナノシート等を新規な助触媒ならびに活性担体としての機能について検討し, 助触媒効果のメカニズム解明, 燃料電池触媒の活性および耐久性の向上を目指す。平成20年度はルテニウム酸ナノシート(HROns)の活性担体能を検証するために, チタン酸ナノシート(HTOns)とPtとのナノ複合体を調製し, 触媒活性を検討した。その結果, HTOnsはHROnsに匹敵する耐久性向上効果が認められた。しかしながら, 初期活性は低下する。これはHTOnsがHROnsと比べて電子伝導性が乏しいことに起因すると考えた。また, 触媒活性の温度依存性を検討し, HROnsの反応活性化エネルギーを検討した。比較的高温作動条件ではHROnsはPtRu合金なみの活性を示す。しかしながら, 室温近傍では活性担体効果は得られず, 水の解離吸着が低いことがわかった。これらの結果から, 室温で活性が高い白金リッチPtRu合金と高温で助触媒効果を示すHROnsの組成比を最適化することで, 幅広い運転条件で高活性な電極触媒が得られると考えられる。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Swelling of Layered Potassium Ruthenate into Nanosheet Crystallites2009

    • 著者名/発表者名
      W. Sugimoto, H. Kato, K. Fukuda, Y. Takasu
    • 雑誌名

      "Solid-State Chemistry of Inorganic Materials VII", (Mater. Res. Soc. Symp. Proc. Volume 1148E, Warrendale, PA, 2009) 1148E

      ページ: 3-36

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activity and Durability of Ternary PtRuIr/C for Methanol Electro-oxidation2009

    • 著者名/発表者名
      D. Geng, D. Matsuki, J. Wang, T. Kawaguchi, W. Sugimoto, Y. Takasu
    • 雑誌名

      J. Electrochem. Soc 156

      ページ: B397-402

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ナノ構造を有する金属酸化物の創製と電気化学キャパシタへの応用2008

    • 著者名/発表者名
      杉本渉
    • 雑誌名

      化学と工業 62

      ページ: 472-474

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 酸化ルテニウムナノシートと電気化学エネルギーデバイスの開発2008

    • 著者名/発表者名
      杉本渉, 高須芳雄
    • 雑誌名

      工業材料 56

      ページ: 86-89

    • 査読あり
  • [学会発表] 酸化ルテニウムナノシートの電気化学デバイスへの応用2009

    • 著者名/発表者名
      杉本 渉
    • 学会等名
      電解科学技術委員会第71回委員会
    • 発表場所
      飯田橋
    • 年月日
      2009-02-02
  • [学会発表] TiO2ナノシート修飾によるPtRu/Cアノード触媒の耐久性向上2008

    • 著者名/発表者名
      荻原直貴、才田隆広、杉本渉、高須芳雄
    • 学会等名
      第49回電池討論会
    • 発表場所
      堺市
    • 年月日
      2008-11-06
  • [学会発表] Enhanced Durability of PtRu/C DMFC Anode by Modification with TiO2 Nanosheets2008

    • 著者名/発表者名
      N. Ogiwara, T. Saida, W. Sugimoto, Y. Takasu
    • 学会等名
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid State Science 2008 (PRiME2008)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2008-10-13
  • [学会発表] Oxygen Reduction Activity and Durability of Pt/C Modified with TiO2 Nanosheets2008

    • 著者名/発表者名
      K. Nagamori, T. Saida, W. Sugimoto and Y. Takasu
    • 学会等名
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid State Science 2008 (PRiME2008)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2008-10-13
  • [学会発表] RuO2 Nanosheet Modified Pt/C as Highly Active and Durable DMFC Anode2008

    • 著者名/発表者名
      T. Saida, W. Sugimoto and Y. Takasu
    • 学会等名
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid State Science 2008 (PRiME2008)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2008-10-13
  • [学会発表] ルテニウム酸ナノシート被覆Pt/C触媒のアノード特性における温度の影響2008

    • 著者名/発表者名
      才田隆広・杉本渉・高須芳雄
    • 学会等名
      第102回触媒討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2008-09-25
  • [学会発表] 燃料電池と蓄電用キャパシタ最新技術と材料開発2008

    • 著者名/発表者名
      杉本渉
    • 学会等名
      信州大学繊維学部産学交流会in松本
    • 発表場所
      松本市
    • 年月日
      2008-08-29
  • [学会発表] 酸化ルテニウムナノシート電極の電気化学特性2008

    • 著者名/発表者名
      杉本 渉, 高須芳雄
    • 学会等名
      第18回電極材料研究会
    • 発表場所
      埼玉大学
    • 年月日
      2008-07-11
  • [学会発表] Effect of Ruthenium Oxide Nanostructures as Additives to Pt-based Fuel Cell Catalysts2008

    • 著者名/発表者名
      W. Sugimoto, T. Saida, Y. Takasu
    • 学会等名
      2nd International Conference on Functional Materials and Devices 2008 (ICFMD2008)
    • 発表場所
      Kuala Lumpur, Malaysia
    • 年月日
      2008-06-17
  • [学会発表] ルテニウム酸ナノシートの燃料電池用電極触媒への応用2008

    • 著者名/発表者名
      才田隆広, 杉本 渉, 高須芳雄
    • 学会等名
      第16回複合材料界面シンポジウム
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2008-04-24

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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