多孔質シリコン触媒支持層改良によるシリコン電極薄型燃料電池の高性能化

通过改进多孔硅催化剂支撑层提高薄硅电极燃料电池的性能

基本信息

批准号：
05F05338
负责人：
早瀬仁則
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までの研究により、白金多孔質層形成を確実にし、また、有機錯イオンを形成して、めっき液として用いることにより金多孔質層の形成に成功した。今年度は、触媒支持層として期待しているパラジウム多孔質層の形成に重点を置いた。白金の場合と同様にして、塩化パラジウム溶液をめっき液に用いると、多孔質シリコン層の一部が多孔質パラジウム層に改質出来ることは観察された。しかし、層の厚さは5μm弱と満足出来るものではなく、多孔質層表層に数十μmにおよぶ樹状のパラジウムの析出が見られた。この状況では、目指す触媒支持層への応用は難しい。パラジウムの析出挙動は、白金よりも激しく、金よりは穏やかな傾向であった。そこで、金と同様に、有機錯イオンを形成しためっき液を用いて反応抑制を試みた。エチレンジアミンとの錯イオンにより、反応は遅くなり、15μm厚程度のパラジウム多孔質層を得ることに成功した。ただし、パラジウムの場合は粒状の析出となり、金の場合に見られた基となる多孔質シリコンの形状を維持する興味深い現象は観察出来なかった。白金多孔質層の白金析出構造の微細化を目指して、白金の場合にも有機錯イオン形成を試みたが、現在までの研究では期待した効果は得られなかった。本研究により、多孔質シリコンをベースとして、シリコン基板上に白金、金、パラジウム、ルテニウム多孔質の形成に成功した。そして、有機錯イオンの利用などによる析出形態の制御等、新たな展開に入ることができた。

直到上一年的研究确保了多孔铂层的形成，并通过形成有机复合离子并将其用作电镀溶液，成功地形成了多孔金层。今年，我们专注于形成一个多孔钯层，我们期望这是催化剂支撑层。据观察，当在镀层溶液中使用氯化钯溶液的方式与铂溶液相同时，可以将一部分多孔硅层修改为多孔钯层。但是，该层的厚度小于5μm，并且在多孔层的表面上观察到了几十μm的树突状钯沉淀。在这种情况下，很难将其应用于预期的催化剂支撑层。钯降水行为往往比铂金和温和的人比黄金更强烈。因此，与黄金类似，形成有机络合物离子，并使用电镀溶液尝试反应抑制。由于与乙二胺的复合离子，该反应减慢了，我们成功获得了厚度约为15μm的钯多孔层。然而，在钯的情况下，发生颗粒状降水，并且没有观察到在黄金中看到的多孔硅形状的有趣现象。为了使多孔铂层的铂沉积结构微型化，我们还试图在铂的情况下形成有机复合离子，但是从最新的研究中获得了预期效应。这项研究已成功地在硅底物上成功形成了多孔铂，金，钯和氟烷，并使用多孔硅作为基础。此外，已经开发了新的发展，例如使用有机复合离子控制降水形式。