木炭の組織孔制御とその微細孔内への貴金属-ポリ酸複合分子の接合:電極触媒への展開

木炭的微观结构孔控制以及贵金属-多元酸复合分子在微孔中的键合：电催化剂的开发

• 批准号: 09243238
• 负责人: 計良 善也
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kinki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09243238/
• 关键词: 木炭; 細孔構造; 貴金属-ヘテロポリ酸複合分子; カーボンアロ-イ; ミクロ孔; 電極触媒; 低級炭化水素; 選択酸化

本研究はで木炭の組織孔の内壁面上のミクロ孔に貴金属-ヘテロポリ酸複合分子を接合した機能電極触媒系の調整を試み、これを燃料電池の酸素触媒極として適用した外部からの電位規制が可能な低級炭化水素の部分選択酸化反応システムを構築する事を目標とする。ヒノ木を900oCで焼成し、2時間空気賦活して調製したヒノ木炭(H2)上にPdおよびPtを含浸担持(1〜6w/w%)して、水素還元すると金属微粒子(2〜3nm)の均一な分散体が容易に得られることをTEMで確認した。これに12-モリブドリン酸およびそのMoのヴァナジウム置換体(PMo12,PVMo11,PV2Mo10など)を組み合わせて、予備的にアルコール類の選択酸化活性を検討した。また、電極触媒にはNafion(H^+導電体として)の添加を必要とする。その添加率と選択酸化活性との関係についても予備的に検討した。その活性はPMo12のV置換およびPMo12とNafinoの添加比率に大きく依存することを明らかにした。Pd-metalとそれらの触媒活物質を種々に組み合わせたヒノキ木炭を加熱成型して酸素極に、Pt-metalを分散したヒノキ木炭を水素極とし、更に両者をNafion-シートに圧着した“一体型燃料電池"の電極システムを作成した。そのH2-O2燃料電池の放電特性(V-i曲線)を測定して、Pd:1〜12w/w%,PVMo11:6〜12w/w%,およびNafion:6w/w%の電極で最も高い放電活性を得た。ただし、電池の内部抵抗は尚約100Ωと高く、電極作成法に多くの改良すべき問題が残っているものと考える。これと並行して、現在酸素極に炭化水素ガス(プロピレン)と酸素ガスを流して、その選択酸化活性を種々検討している。

The purpose of this study is to study the adjustment of noble metal-acid complex molecules on the inner wall surface of charcoal pores, and the potential regulation of acid catalyst electrodes for fuel cells. A homogeneous dispersion of Pd and Pt impregnated on charcoal (H2)(1 ~ 6w/w%) and H2O particles (2 ~ 3nm) can be easily obtained after firing at 900 ° C and 2-time air activation. The selective acidification activity of these 12-MCPD and Mo substituents (PMo12,PVMO11,PV2Mo10) was investigated by combining them and preparing them. The addition of Nafion(H^+ conductor) to the electrode catalyst is necessary. The relationship between additive rate and selective acidification activity is discussed in detail. The activity of PMo12 depends on the V substitution ratio and the Nafino addition ratio. Pd-metal and charcoal are used to form the electrode of the "integrated fuel cell." The discharge characteristics (V-i curve) of H2-O2 fuel cells were measured. Pd:1 ~ 12w/w %, PVMo11:6 ~ 12w/w %, Nafion:6w/w%, the electrode with the highest discharge activity was obtained. The internal resistance of the battery is still about 100Ω, and the electrode composition is improved. In addition, the present acid element is extremely carbonized and the acid element is highly active.