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

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18685026
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機工業材料
• 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)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 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 / 酸化ルテニウム / 層はく離

研究概要

燃料電池に用いられる炭素担持白金族合金触媒の高性能化を展望し,活性担体機能を有する新触媒系を検討した。メタノールおよび一酸化炭素の酸化に対して従来の白金・ルテニウム合金触媒と同程度の触媒活性を有し,格段に耐久性を向上させた白金・酸化ルテニウムナノ複合触媒を創製し,助触媒機能の反応機構を明らかにした。また,より安価な材料開発も実施し,酸化チタンナノ構造体でも同様な耐久性向上効果があることを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Swelling of Layered Potassium Ruthenate into Nanosheet Crystallites in Solid-State Chemistry of Inorganic Materials VII (2009)
  • 著者名/発表者名: W. Sugimoto, H. Kato, K. Fukuda, Y. Takasu
  • 雑誌名: 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-oxidation (2009)
  • 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 (2009)
  • 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
• [雑誌論文] Evaluation of the Redox Behavior of Hydrous Ruthenium Oxides : Effect of Temperature and Acid Concentration on the electrochemical Behavior of Layered Ruthenium Oxide (2007)
  • 著者名/発表者名: W. Sugimoto, T. Ohta, K. Yokoshima, Y. Takasu
  • 雑誌名: Electrochemistry 75 ページ: 645-648
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Materials and Evaluation Methods for PEFCs (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Takasu, W. Sugimoto, M. Yoshitake
  • 雑誌名: Electrochemistry 75 ページ: 105-114
  • 査読あり
• [雑誌論文] 燃料電池触媒解析技術 (2007)
  • 著者名/発表者名: 杉本 渉
  • 雑誌名: ケミカルエンジニアリング 52 ページ: 18-24
• [雑誌論文] 白金触媒へのルテニウム酸ナノシート被覆による電極触媒特性の向上 (2006)
  • 著者名/発表者名: 杉本 渉, 才田隆広, 高須芳雄
  • 雑誌名: 触媒 48 ページ: 452-454
  • 査読あり
• [雑誌論文] 酸化ルテニウム系電極を用いる電気化学キャパシタ (2006)
  • 著者名/発表者名: 杉本 渉
  • 雑誌名: セラミックデータブック2006 34 ページ: 43-49
• [雑誌論文] 酸化ルテニウムナノシートのスーパーキャパシタ特性 (2006)
  • 著者名/発表者名: 杉本 渉, 高須芳雄
  • 雑誌名: 未来材料 6 ページ: 44-50
• [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 Nanosheets (2008)
  • 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 TiO_2 Nanosheets (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nagamori, 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] RuO_2 Nanosheet Modified Pt/C as Highly Active and Durable DMFC Anode (2008)
  • 著者名/発表者名: 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] 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 Catalysts (2008)
  • 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
• [学会発表] 四チタン酸ナノシート被覆Pt/C触媒の燃料電池触媒特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永森聖崇, 才田隆広, 杉本 渉, 高須芳雄
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会(2008)
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] Nanostructured electrode materials for fuel cells and supercapacitors (2008)
  • 著者名/発表者名: W. Sugimoto, T. Saida, Y. Takasu
  • 発表場所: 立教大
  • 年月日: 2008-03-27
• [学会発表] Electrocatalysts Based on Oxide Electrodes for Oxygen Reduction (2007)
  • 著者名/発表者名: W. Sugimoto, N. Yoshinaga, T. Saida, Y. Takasu
  • 学会等名: 212th Electrochemical Society Meeting
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 2007-10-11
• [学会発表] Development of highly dispersed alloy catalysts and their performances (2007)
  • 著者名/発表者名: W. Sugimoto, Y. Takasu
  • 学会等名: 7th NSF-MEXT Joint Symposium
  • 発表場所: Washington DC
  • 年月日: 2007-10-05
• [学会発表] Pt Modified with RuO_2 Nanosheets as Improved Fuel Cell Electrocatalysts (2007)
  • 著者名/発表者名: W. Sugimoto, T. Saida, Y. Takasu
  • 学会等名: Nanoworkshop2007
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 2007-10-04
• [学会発表] 酸化ルテニウムナノ構造体表面での吸着CO酸化挙動 (2007)
  • 著者名/発表者名: 才田隆広, 杉本 渉, 高須芳雄
  • 学会等名: 2007年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京工業大
  • 年月日: 2007-09-19
• [学会発表] Nanostructured Ruthenium Oxides for Electrochemical Energy Storage and Conversion (2007)
  • 著者名/発表者名: W. Sugimoto, Y. Takasu
  • 学会等名: The 58th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • 発表場所: Banff, Canada
  • 年月日: 2007-09-11
• [学会発表] In-situ Height Change Measurements during Potential Cycling of Layered Ruthenic Acid (2007)
  • 著者名/発表者名: W. Sugimoto, M. Hahn, R. Koetz, Y. Takasu
  • 学会等名: 58th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • 発表場所: Banff
  • 年月日: 2007-09-11
• [学会発表] Nanostructured Ruthenium Oxides for Electrochemical Energy Storage and Conversion (2007)
  • 著者名/発表者名: W. Sugimoto, Y. Takasu
  • 学会等名: 58th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • 発表場所: Banff
  • 年月日: 2007-09-11
• [学会発表] ルテニウム酸ナノシート被覆Pt/C触媒の電極触媒活性および耐久性の検討 (2007)
  • 著者名/発表者名: 才田隆広, 永森聖崇, 杉本 渉, 高須芳雄
  • 学会等名: 2007電気化学会東海支部ヤングエレクトロケミスト研究会
  • 発表場所: 松本市
  • 年月日: 2007-08-31
• [学会発表] ルテニウム酸ナノシート被覆Pt/C触媒の電極触媒活性および耐久性の検討 (2007)
  • 著者名/発表者名: 才田隆広, 永森聖崇, 杉本 渉, 高須芳雄
  • 学会等名: 2007ヤングエレクトロケミスト研究会
  • 発表場所: 松本
  • 年月日: 2007-08-31
• [学会発表] Fabrication of Micro-sized Supercapacitors with RuO_2 Nanosheet Electrodes (2007)
  • 著者名/発表者名: W. Sugimoto, K. Goto, T. Momma, T. Osaka, Y. Takasu
  • 学会等名: 2007 International Conference on Advanced Capacitors (ICAC2007)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2007-05-30
• [学会発表] Preparation and Electrochemical Capacitor Behavior of Ruthenium Oxide Nanosheets Derived from NaRuO_2 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Hara, W. Sugimoto, Y. Takasu
  • 学会等名: 2007 International Conference on Advanced Capacitors (ICAC2007)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2007-05-29
• [学会発表] Fabrication of Electrochemical Capacitors by Direct Electrophoretic Deposition of Electrode Materials on Separator Membranes (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Ohta, W. Sugimoto, Y. Takasu
  • 学会等名: 2007 International Conference on Advanced Capacitors (ICAC2007)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2007-05-29
• [学会発表] 層状ルテニウム酸ナトリウムから誘導される新規ナノシートの電気化学キャパシタ特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 原 幸宏, 杉本 渉, 高須芳雄
  • 学会等名: 電気化学会第74回大会
  • 発表場所: 東京理科大
  • 年月日: 2007-03-31
• [学会発表] ルテニウム酸ナノシート被覆Pt/Cにおける吸着CO酸化特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 才田隆広, 杉本 渉, 高須芳雄
  • 学会等名: 電気化学会第74回大会
  • 発表場所: 東京理科大
  • 年月日: 2007-03-29
• [学会発表] 規則性メソポーラス酸化ルテニウムの合成と電気化学特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 辰己善亮, 横島克典, 杉本 渉, 高須芳雄
  • 学会等名: 日本化学会第87春季年会(2007)
  • 発表場所: 関西大
  • 年月日: 2007-03-25
• [学会発表] Nanostructured Ruthenium-Based Oxides for Electrochemical Capacitors (2006)
  • 著者名/発表者名: W. Sugimoto, Y. Takasu
  • 学会等名: First Asian Conference on Electrochemical Power Sources
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2006-11-16
• [学会発表] 酸化ルテニウムナノシート被覆白金担持カーボンの燃料電池触媒への応用 (2006)
  • 著者名/発表者名: 坂本雄亮, 永森聖崇, 才田隆広, 杉本 渉, 高須芳雄
  • 学会等名: 第26回表面科学講演大会
  • 発表場所: 大阪大
  • 年月日: 2006-11-07
• [学会発表] Enhancement in Activity and Durability of Fuel Cell Anodes and Cathodes by the Modification of Pt/C with Ruthenium Oxide Nanosheets (2006)
  • 著者名/発表者名: W. Sugimoto, T. Saida, Y. Takasu
  • 学会等名: 210th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: Cancun, Mexico
  • 年月日: 2006-11-01
• [学会発表] 白金触媒へのルテニウム酸ナノシート被覆による電極触媒特性の向上2 (2006)
  • 著者名/発表者名: 杉本 渉, 才田隆広, 高須芳雄
  • 学会等名: 第98回触媒討論会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2006-09-27
• [学会発表] 電子伝導性酸化物ナノシートのエネルギー貯蓄と変換特性 (2006)
  • 著者名/発表者名: 杉本 渉, 横島克典, 才田隆広, 高須芳雄
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第19回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 山梨大
  • 年月日: 2006-09-19
• [学会発表] 酸化ルテニウム系スーパーキャパシタの基礎と応用 (2006)
  • 著者名/発表者名: 杉本 渉
  • 学会等名: 同志社大学学術フロンティア推進事業第11回技術セミナー
  • 発表場所: 同志社大
  • 年月日: 2006-09-16
• [学会発表] メソ多孔性酸化ルテニウムの電気化学キャパシタ特性 (2006)
  • 著者名/発表者名: 辰己善亮, 横島克典, 杉本 渉, 高須芳雄
  • 学会等名: 2006年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 同志社大
  • 年月日: 2006-09-15
• [学会発表] Electrocatalysts for Cathode and Anode of DMFCs (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Takasu, W. Sugimoto
  • 学会等名: 5th International Conference on Electrocatalysis
  • 発表場所: Kotor, Boka Kotorska, Montenegro
  • 年月日: 2006-09-10
• [学会発表] Charge Storage Mechanism of Nanostructured RuO_2 and Fabrication of Highly Functional RuO_2 Nanosheet Electrodes (2006)
  • 著者名/発表者名: W. Sugimoto
  • 学会等名: 57th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • 発表場所: Edinburgh, UK.
  • 年月日: 2006-08-30
• [学会発表] Methanol and CO Electro-oxidation on RuO_2 Nanosheet Modified Pt/C (2006)
  • 著者名/発表者名: W. Sugimoto, T. Saida, Y. Takasu
  • 学会等名: 57th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • 発表場所: Edinburgh, UK
  • 年月日: 2006-08-30
• [学会発表] 酸化ルテニウム系ナノシートの創製と電気化学エネルギーデバイスへの応用 (2006)
  • 著者名/発表者名: 杉本 渉
  • 学会等名: 第1回信州コロキウム/第48回技術談話会
  • 発表場所: 松本市
  • 年月日: 2006-08-10
• [学会発表] 酸化物ナノシートのスーパーキャパシタ電極や燃料電池触媒への応用 (2006)
  • 著者名/発表者名: 杉本 渉
  • 学会等名: 第30回高分子錯体若手懇談会
  • 発表場所: 東御市
  • 年月日: 2006-07-19
• [学会発表] 電気泳動法による酸化ルテニウムナノシート電極の作製と電気化学キャパシタ特性 (2006)
  • 著者名/発表者名: 米澤美帆子, 横島克典, 杉本 渉, 高須芳雄
  • 学会等名: 第22回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
  • 発表場所: 千曲市
  • 年月日: 2006-07-19
• [学会発表] 電気化学キャパシタ用層状酸化ルテニウム電極の電荷蓄積機構 (2006)
  • 著者名/発表者名: 太田敏彰, 横島克典, 杉本 渉, 高須芳雄
  • 学会等名: 第22回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
  • 発表場所: 千曲市
  • 年月日: 2006-07-19
• [学会発表] 酸化ルテニウムナノシートの燃料電池用電極触媒への応用 (2006)
  • 著者名/発表者名: 坂本雄亮, 才田隆広, 杉本 渉, 高須芳雄
  • 学会等名: 第22回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
  • 発表場所: 千曲市
  • 年月日: 2006-07-19
• [学会発表] メソ多孔性ルテニウム系化合物の合成と電気化学キャパシタへの応用 (2006)
  • 著者名/発表者名: 辰己善亮, 尾本正志, 杉本 渉, 高須芳雄
  • 学会等名: 第22回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
  • 発表場所: 千曲市
  • 年月日: 2006-07-19
• [学会発表] 酸化ルテニウム系ナノシートの創製と電気化学エネルギーデバイスへの応用 (2006)
  • 著者名/発表者名: 杉本 渉
  • 学会等名: 日本学術振興会先進セラミックス材料第124委員会第123回会議
  • 発表場所: 早稲田大
  • 年月日: 2006-06-19
• [図書] 「大容量キャパシタ技術と材料III」(西野 敦, 直井勝彦 監修), 第VII編1章1節「酸化ルテニウム系電極材料のナノ構造制御と電荷蓄積メカニズム」 (2006)
  • 著者名/発表者名: 杉本 渉
  • 総ページ数: 2358-241
  • 出版者: シーエムシー出版