高活性および高耐久性を有するシリカ被覆白金電極触媒の開発

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360365
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 竹中 壮 九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (10302936)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 固体高分子形燃料電池 / Ptカソード触媒 / 耐久性 / シリカ被覆 / Pt-Co合金触媒

研究概要

固体高分子形燃料電池の本格的普及に向け,Ptカソード触媒の耐久性向上が望まれる.カソード触媒は酸性,高い正電位,酸素雰囲気などの厳しい条件にさらされるため,Pt粒子の凝集,Ptの溶解-再析出による粒子径成長により失活する.そこでPt 触媒の耐久性向上を目的に,Pt触媒をナノスケールのシリカで被覆したところ,Ptの電極活性を損なうことなく,耐久性を著しく改善することに成功した.またシリカでの被覆法を応用することで,高活性および高耐久性を有するPt-Co合金触媒を開発することに成功した.

研究成果

• [雑誌論文] Improvement in catalytic performance of carbon nanotube-supported metal nanoparticles by coverage with silica layers (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Takenaka, M.Kishida
  • 雑誌名: J.Jpn.Petrol.Inst. 54 ページ: 80-89
• [雑誌論文] Preparation of carbon-nanotube-supported Pt catalysts covered with silica layers ; Application to cathode catalysts for PEFC (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Matsumori, S.Takenaka, H.Matsune, M.Kishida
  • 雑誌名: Appl.Catal.A : Gen. 373 ページ: 176-185
• [雑誌論文] Preparation of Pt-Co alloy nanoparticles for oxygen reduction reaction ; Promotion of Pt-Co alloy formation by coverage with silica (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Takenaka, A.Hirata, H.Matsune, M.Kishida
  • 雑誌名: Chem.Lett. 39 ページ: 458-459
• [雑誌論文] Preparation of supported Pt-Co alloy nanoparticle catalysts for the oxygen reduction reaction by coverage with silica (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Takenaka, A.Hirata, E.Tanabe, H.Matsune, M.Kishida
  • 雑誌名: J.Catal. 274 ページ: 228-238
• [雑誌論文] Excellent durability of carbon-supported Pt cathode catalysts covered with silica layers (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Matsumori, S.Takenaka, H.Matsune, M.Kishida
  • 雑誌名: ECS trans. 25 ページ: 689-69
• [学会発表] 固体高分子形燃料電池用金属ナノ粒子触媒のキャラクタリゼーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹中壮
  • 学会等名: 触媒学会第20回キャラクタリゼーション講習会(招待講演)
  • 発表場所: 大分市,大分大学
  • 年月日: 2010-10-15
• [学会発表] シリカでの被覆を応用したPEFC用Pt-Co合金ナノ粒子触媒の調製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹中壮, 平田瑛子, 松根英樹, 岸田昌浩
  • 学会等名: 第106回触媒討論会
  • 発表場所: 甲府市,山梨大学
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] シリカ被覆による炭素担持Pt触媒の高機能化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹中壮
  • 学会等名: 平成22年度燃料電池関連触媒研究会第3回新電極シンポジウム(招待講演)
  • 発表場所: 伊東市,山喜旅館
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] PEFC用炭素担持Pt-Co合金触媒のシリカ被覆による高活性化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹中壮, 平田瑛子, 松根英樹, 岸田昌浩
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋季大会
  • 発表場所: 京都市,同志社大学
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] Improved durability of carbon-supported Pt catalysts for cathode in PEFC by coverage with silica ; Application of carbon black to supPort for Pt (2010)
  • 著者名/発表者名: 松森裕史, 竹中壮, 松根英樹, 岸田昌浩
  • 学会等名: The Sixth Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology(TOCAT6)
  • 発表場所: 札幌市,札幌コンベンシヨンセンター
  • 年月日: 2010-07-22
• [学会発表] Development of highly durable Pt catalysts for PEFC ; Coverage of the catalysts with silica layers (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹中壮
  • 学会等名: Asian Internatinal Symposium-Green sustainable chemistry (招待講演)
  • 発表場所: 大阪市,近畿大学
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] シリカ被覆を利用した炭素担持Pt系合金ナノ粒子の調製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 平田瑛子, 竹中壮, 松根英樹, 岸田昌浩
  • 学会等名: 化学工学会第74年会
  • 発表場所: 横浜市,横浜国立大学
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] PEFC用シリカ被覆炭素担持Pt触媒の電気化学的活性及び耐久性に与える効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松森裕史, 松根英樹, 竹中壮, 岸田昌浩
  • 学会等名: 第103回触媒討論会
  • 発表場所: さいたま市,埼玉大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] PEFC用炭素担持Ptカソード触媒のシリカ被覆による耐久性向上-炭素担体の検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松森裕史, 竹中壮, 松根英樹, 岸田昌浩
  • 学会等名: 第104回触媒討論会
  • 発表場所: 宮崎市,宮崎大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] シリカ被覆によるPEFCカソード用炭素担持Pt触媒の耐久性向上;シリカ被覆法の最適化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松森裕史, 松根英樹, 竹中壮, 岸田昌浩
  • 学会等名: 電気化学会第76回大会
  • 発表場所: 京都市,京都大学
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] PEFC用炭素担持Ptカソード触媒のシリカ被覆による高耐久性化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松森裕史, 松根英樹, 竹中壮, 岸田昌浩
  • 学会等名: 第102回触媒討論会
  • 発表場所: 名古屋市,名古屋大学
  • 年月日: 2008-09-26
• [備考] ホームページ等