2014 Fiscal Year Annual Research Report
パルスパワーによるハイブリッドナノカーボンの創製と固体高分子型燃料電池への応用
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24560355
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| Research Institution | Kyushu Sangyo University |
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Principal Investigator |
今坂 公宣 九州産業大学, 工学部, 准教授 (40264072)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | パルスパワー / 表面改質 / カーボンナノチューブ / 固体高分子型燃料電池 / オゾン / カルボキシレートイオン / インピーダンス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではパルスパワーによるカーボンナノチューブ(CNT)の水溶化技術を基盤技術として水溶性ナノカーボンを生成し、固体高分子型燃料電池(PEFC)の電極材料に利用するとともに、CNT水溶化技術をさらに深化させ、水溶性ナノカーボンと白金触媒の混合溶液中でのパルスパワー放電を用いて白金で表面修飾された白金担持水溶性ナノカーボン（ハイブリッドナノカーボン）の創製技術を開発することを目的とする。
本年度は、燃料電池インピーダンスメータを用いてPEFCの出力特性における表面改質CNTの効果ついての検討を行った。PEFC 出力特性における表面改質CNT の効果を検討するために電極材料として大気中パルスアーク放電によりオゾンを生成してCNTの表面改質を行い、両電極、酸素極、水素極に用いてMEA を作製した。比較のため未表面改質のCNTもMEA電極材料として用いた。作製したMEAを用いてPEFCの出力特性を調査した。その結果、水素極に表面改質CNT を用いて酸素極には未表面改質のCNT を用いることが出力向上のために最も効果的であることがわかった。また水素極に表面改質CNT を用いることにより未表面改質のCNT を用いたMEAの出力に対して 約1.3 倍の最大電力を得ることができた。さらにこれらのMEAのインピーダンス測定により水素極に表面改質CNT を用いることで内部抵抗と静電容量が小さくなることが明らかになった。オゾンによる表面改質でCNTの表面には負に帯電したカルボキシレートイオンが導入されるため、水素極でのカルボキシレートイオンと水素イオンとの相互作用が出力向上に繋がったと考えられる。本研究によりパルスパワー技術用いてCNTの表面改質を行い、白金担持水溶性CNTをPEFCの電極材料として利用することにより出力特性の向上が可能となることを示唆した。
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