分子修飾ポーラス電極の開発―燃料電池への応用―

分子改性多孔电极的开发-在燃料电池中的应用-

• 批准号: 01F00087
• 负责人: 大坂 武男
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01F00087/
• 关键词: ナノ微粒子; 酸素; 電解還元; 電極触媒作用; 過酸化水素; 自己組織化単分子膜; 金微粒子; 電気化学

本研究は,エネルギー変換効率が高く、環境負荷の低いエネルギー変換プロセスとしてその開発が期待されている燃料電池や空気電池における酸素電極の新たな開発を目的として行われ、次の成果を得た。1.金錯体水溶液のパルス電解析出法により、ナノメートルサイズの金微粒子を様々な電極基板上に作製できることを見出した。2.金ナノ微粒子修飾金電極は、金バルク電極と比較して酸性溶液中での酸素の過酸化水素及び過酸化水素の水への還元反応を著しく触媒する特異な電極触媒能を発現することをはじめて見出し、その速度論的解析を行った。3.金微粒子の特異な電極触媒作用は、それを構成する各単結晶面の比率と関連することを明らかにした。4.各種チオール化合物の自己組織化単分子膜を多結晶金電極のある特定の単結晶面だけに飽和吸着量以下吸着させる原理を確立した。Au(100)及びAu(110)面にチオールを吸着させた金多結晶電極では、酸素の過酸化水素への2電子還元反応は準可逆反応であることをはじめて発見し、その反応メカニズムを解明した。

进行这项研究的目的是在燃料电池和空气电池中开发新的氧电极，预计将作为具有高能量转化效率和低环境影响的能量转化过程开发出来，并获得了以下结果。 1。已经发现，纳米尺寸的金颗粒可以通过水溶液溶液的脉冲电解沉积在各种电极底物上制造。 2。首先发现金纳米颗粒改性的金电极表现出独特的电催化能力，可显着催化氧对过氧化氢和过氧化氢的还原反应与金块电极相比，在酸性溶液中的水中，并进行了动力学分析。 3。已经表明，金颗粒的独特电催化与构成它的每个单晶表面的比例有关。 4。已建立该原理，以吸附各种硫醇化合物的自组装单层，以在饱和吸附量以下的多晶金电极的某个单晶体表面。我们第一次发现，氧对过氧化氢的两电子还原反应是金聚晶电极中的准可逆反应，其中硫醇在AU（100）和AU（110）表面上吸附了硫醇，并且该反应的机制得到了澄清。

项目成果

L.Mao: "Mechanistic Study of the Reduction of Oxygon in Air Electrode with Manganese Oxides"Electrochim.Acta. 48・8. 1015-1021 (2003)

L.Mao：“锰氧化物还原空气电极中氧的机理研究”Electrochim.Acta 1015-1021 (2003)。

M.S.El-Deab: "Electrochemcal Reduction of Oxygen on Gold Nanoparticles-Electrodeposited Glassy Carbon Electrodes"J.Electrochem.Soc.. (in press). (2003)

M.S.El-Deab：“金纳米颗粒电沉积玻璃碳电极上氧的电化学还原”J.Electrochem.Soc.（印刷中）。

M.S.El-Deab: "Hydrodynamic Voltammetric Studies of the Oxygen Reduction at Gold Nanoparticles-Electrodeposited Gold Electrodes"Electrochim.Acta. 47. 4255-4261 (2002)

M.S.El-Deab：“金纳米粒子-电镀金电极氧还原的流体动力学伏安研究”Electrochim.Acta。

M.S.El-Deab: "An Extraordinary Electrocatalytic Reduction of Oxygen on Gold Nanoparticles-Electrodeposited Gold Electrodes"Electrochem.Commun.. 4. 288-292 (2002)

M.S.El-Deab：“金纳米粒子-电沉积金电极上氧的非凡电催化还原”Electrochem.Commun.. 4. 288-292 (2002)

T.Ohsaka(分担): "Metal Complexes and Metals in Macromolecules"Wiley-VCH(in press). (2003)

T.Ohsaka（贡献者）：“金属配合物和大分子中的金属”Wiley-VCH（印刷中）。