導電性高分子による白金系金属ナノ粒子の電気化学的安定性発現機構の解明

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19550195
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 水畑 穣 神戸大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10283871)
• 研究分担者: 出来 成人 神戸大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10101065)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 電気化学

研究概要

本研究ではPEFCカソードにおけるPt/PPy on Cの耐久性の評価を目的とし, 膜-電極接合体(MEA)にPt/PPy on Cを用い, Pt on C系での結果と比較を行った. 初期においては、Pt, Pt/PPyいずれも電極の活性が認められたが、1000回掃引において活性の低下が認められ、10000回後にはPtのみ担持した場合殆どPtによる活性は認められなくなっていた。一方、Pt/PPyの場合は白金/ポリピロールコンポジットにおける電極活性は保持されていることが明らかとなった。次にPtの溶出状態について検討するため, カソード側MEA界面における断面TEM観察を行った. これより, Pt/PPy on CはPt on Cに比較しNafion膜中に溶出・再析出したPtは殆ど観察されなかった.Pt/PPy on C はPt on Cに比較しPtの凝集が抑制されていることが確認された.以上の結果より, 実際の発電条件においてもPt/PPy on CはPtのNafion膜中への溶出防止が可能であり, さらにPt微粒子の凝集抑制効果を有することが明らかとなった.

研究成果

• [雑誌論文] Preparation of Pt/Electro-conductive polymer loaded carbon composite for improvement of electrode durability for fuel cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Minoru MizuhataMizuhata, Masako Oga, Shigehito Deki
  • 雑誌名: ECS Transactions 6 (25) ページ: 75-83
  • 査読あり
• [学会発表] Pt/PPy担持カーボンの膜電極接合体(MEA)への適用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 水畑穣
  • 学会等名: 電気化学会第76回大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] 白金/導電性高分子コンポジット系ガス拡散電極による白金触媒の耐久性向上 (2009)
  • 著者名/発表者名: 水畑穣
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2009-03-26
• [学会発表] Design of catalytic layer of PEFC and the effect on inhibition of catalyst particle dispersion into polymer electrolyte membrane (2009)
  • 著者名/発表者名: Minoru Mizuhata
  • 学会等名: First International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials (HYBRID MATERIALS 2009)
  • 発表場所: Tours
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] "燃料電池と材料化学", 化学工学会 水素・燃料電池システム研究会 (2009)
  • 著者名/発表者名: 出来成人
  • 学会等名: 平成20年度第2回定例会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-01-09
• [学会発表] ポリアニリン/白金担持カーボンコンポジットの劣化特性評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮地良和
  • 学会等名: 2008年第3回関西電気化学研究会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2008-12-13
• [学会発表] Fabrication and Electrochemical Properties of Pt/PPy on Carbon Composite for Gas Diffusion Electrode (2008)
  • 著者名/発表者名: Shigehito Deki
  • 学会等名: The 59th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • 発表場所: Seville
  • 年月日: 2008-09-07
• [学会発表] 燃料電池電極の耐久性向上を目的とした白金/導電性高分子コンポジットの調製" (2008)
  • 著者名/発表者名: 水畑穣
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] 導電性高分子層による白金触媒溶出抑制効果- (2008)
  • 著者名/発表者名: 出来成人
  • 学会等名: FCH基盤技術懇談会第40回定例懇談会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-03-10
• [学会発表] ナノ空間を反応場とする材料合成とXPSを用いる分析方法-PEFCの触媒設計条件を中心に- (2007)
  • 著者名/発表者名: 水畑穣
  • 学会等名: 2007JEOL-EPMA・表面分析ユーザーズミーティング
  • 発表場所: 吹田
  • 年月日: 2007-10-12
• [学会発表] Novel Fabrication Process of Polymer/ Metal Nanoparticle Composite for Electrode Materials (2007)
  • 著者名/発表者名: Shigehito Deki
  • 学会等名: 3rd International Workshop on Polymer/Metal Nanocomposites (Nanoworkshop 2007 in Kobe)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2007-10-05
• [学会発表] Syntesis of Pt/Ppy on Carbon Composite and Electrochemical Properites for PEFC (2007)
  • 著者名/発表者名: Masako Oga
  • 学会等名: 3rd International Workshop on Polymer/Metal Nanocomposites(Nano-workshop 2007 in Kobe)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2007-10-04
• [学会発表] Preparation of Pt/Electroconductive Polymer Loaded Carbon Composite for Improvement of Electrode Durability for PEFCs (2007)
  • 著者名/発表者名: Minoru Mizuhata
  • 学会等名: 211th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: シカゴ
  • 年月日: 2007-05-07