ダイレクトメタノール形燃料電池用ナノヘテロ界面制御Pt-CeO_2電極の合成と評価
直接甲醇燃料电池纳米异质界面控制Pt-CeO_2电极的合成与评价
基本信息
- 批准号:19651038
- 负责人:
- 金额:$ 2.18万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Exploratory Research
- 财政年份:2007
- 资助国家:日本
- 起止时间:2007 至 2008
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
燃料電池の普及促進のために、燃料としてメタノールを用いるダイレクトメタノール形燃料電池以外にも、低純度の水素を用いる燃料電池の開発を行い、持続社会形成に資する、新しい環境低負荷型電極(主としてアノード)の提案が強く望まれている。こうした背景をふまえて、本課題提案者はこれまでに、Ruに代わる資源豊富な材料として、酸化セリウム(セリア:CeO_2)を用いて、既存のPt-Ru合金電極を超える性能(高いピーク電流密度と低いメタノール酸化開始電位)を持つアノードの開発を行ってきた。昨年は、これまでの合成法で、白金担持量を5wt%まで低下させた試料(これまでは、白金量30wt%で検討していた)を作製したところ、白金担持量を5wt%まで低下させても、市販の白金30wt%含有したPt-Ru合金電極よりも高い性能を確認した。研究2年目にあたる平成20年度は、この成果をもとに、PtとCeO_2間ヘテロ界面構造の特徴を、白金担持量を変化させた5種類の試料をもとに、Spring8の高エネルギーXPSを用いて精査したところ、本研究の電極界面には、Pt^<+1>価の割合が極めて大きくなっていることが分かった。また、電気化学的測定結果からは、一酸化炭素被毒耐性は、白金担持量が少ない試料ほど改善させる傾向にあること、電極表面の電極反応律速過程は、大きく異なり、PtRu触媒では、反応律速であるのに対し、Pt/CeO_2触媒では、拡散律速であることも分かった。以上の2年間の研究結果を総合した結果、本研究で扱っているPt/CeO_2複合電極触媒においては、PtとCeO_2間のナノヘテロ界面におけるPt^+-酸素-Ceからなる活性サイトが、一酸化炭素耐性効果を強くもっており、このナノヘテロ界面構造を増やしていくことで、アノード電極の高性能化が可能になることが明らかになった。
为了促进燃料电池的扩散,除了使用甲醇作为燃料的直接甲醇燃料电池外,使用低纯净氢对燃料电池的开发有很强的需求,并且提出了新的环境低负载电极(主要是阳极)的建议,这将有助于创造一个可持续的社会。考虑到这种背景,该问题的支持者先前已经开发了一种具有性能(高峰值电流密度和低甲醇氧化启动电位)的阳极,它使用氧化岩岩(Ceria:CEO_2)作为替代RU的资源材料。去年,使用先前的合成方法,铂负荷的样品降低至5 wt%(以前以30 wt%的铂载荷考虑),证实,即使铂载荷降低到5 wt%,其性能也高于含有30 wt wt含量的含有pt-ru alloy电子的ptt-ru alloy电子的性能。在2008年,研究的第二年,基于这些结果,我们使用Spring8的高能量XPS仔细检查了PT和CEO_2之间的杂气接口结构的特征,基于五种类型的铂载荷量的样品的样品,PT^<+1>的比率在此研究的电极界面上极大。此外,电化学测量表明,一氧化碳中毒的抗性在样品中倾向于改善铂的支撑,并且电极表面的电极反应速率限制过程大大不同,而PTRU催化剂的反应速率限制速率是反应速率,而PT/CEO_2斗士级是DIFFID的速率。 The above two years of research results have been summarized, and it has been revealed that in the Pt/CeO_2 composite electrode catalysts covered in this study, active sites made of Pt^+-oxygen-Ce at the nanoheterointerface between Pt and CeO_2 have a strong carbon monoxide resistance effect, and by increasing the nanoheterointerface structure, it is possible to improve the performance of the anode electrode.
项目成果
期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Design of high quality electrode with nano-hetero interface for direct methanol fuel cell application
直接甲醇燃料电池应用的纳米异质界面高质量电极设计
- DOI:
- 发表时间:2008
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:H. Togasaki;T. Mori;M. Takahashi;H. Yoshikawa;V. Matolin;J. Drennan;N. Okazaki
- 通讯作者:N. Okazaki
Development of high quality Pt-CeO_2 electrodes supported on carbon black for direct methanol fuel cell applications
开发用于直接甲醇燃料电池应用的炭黑支撑的高质量 Pt-CeO_2 电极
- DOI:
- 发表时间:2008
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Takahashi M;Mori T;Vinu A;Ou D R;Kobayashi H;and Drennan J
- 通讯作者:and Drennan J
Influence of nano-structural features in Pt-CeO_2 composite anode on anode properties for development of direct methanol fuel cell
Pt-CeO_2复合阳极纳米结构特征对直接甲醇燃料电池阳极性能的影响
- DOI:
- 发表时间:2008
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Togasaki H;Mori T;Ye;F;Yoshikawa H;Ueda S;Yamashita Y;Kobayashi K;Takahashi M;Okazaki N;Matolin V;Drennan J;corresponding author
- 通讯作者:corresponding author
Influence of Pt and CeO_2 interaction in Pt-CeO_2 electrode on anode and cathode performance for fuel cell applications
Pt-CeO_2电极中Pt和CeO_2相互作用对燃料电池阳极和阴极性能的影响
- DOI:
- 发表时间:2008
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Takahashi M;Mori T;Togasaki H;Fugane K;Tada A;Matolin V;Drennan J;corresponding author
- 通讯作者:corresponding author
Anode ploperty of Pt-CeO_2-SnO_2 composite electrode for methanol oxidation reaction
Pt-CeO_2-SnO_2复合电极用于甲醇氧化反应的阳极性能
- DOI:
- 发表时间:2007
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Takahashi M;Mori T;Togasaki H;Tada A;Matolin V;Drennan J
- 通讯作者:Drennan J
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