2010 Fiscal Year Annual Research Report
固体高分子形燃料電池カソードにおける非白金触媒の開発
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21760154
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
千坂 光陽 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 助教 (20513310)
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| Keywords | 固体高分子形燃料電池 / 非白金触媒 / ハフニウム酸窒化物 / 酸素還元反応 / 窒素ドーピング |
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| Research Abstract |
本年度は固体高分子形燃料電池カソード触媒として、数種類の方法を利用してハフニウム酸化物をカーボンブラックに担持した後、アンモニア雰囲気下で熱処理(窒化)してハフニウム酸窒化物担持カーボン(HfOxNy-C)を合成した。0.1mol dm^<-3>硫酸中での誘導結合プラズマ発光分光分析、サイクリックボルタモグラム及び回転リングディスク電極ボルタモグラム測定、X線回折パターン、X線光電子分光スペクトル測定、透過型電子顕微鏡画像観察結果より以下の知見が得られた。
1.303Kの0.1mol dm^<-3>硫酸に浸漬したHfOxNy-Cに対する溶出したHfの質量比は、24時間程度で飽和し、約0.8-4.0mg g^<-1>であった。強酸中でも十分安定であることがわかった。
2.HfOxNy-Cは、同条件で窒化処理したCに比べ高い酸素還元反応活性を示し、HfOxNyに酸素還元反応(ORR)活性があることが初めてわかった。熱処理温度・時間の増加により活性は向上し、1223Kで50時間窒化処理した際に、水素基準電極に対して最大0.78Vの反応開始電位が得られた。
3.HfOxNyのみならず、窒素非含有のHfOxにもORR活性があることがわかった。
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