燃料電池用電極触媒としての無置換フタロシアニン錯体α型積層薄膜の電気化学的作製

电化学制备α型未取代酞菁配合物堆叠薄膜作为燃料电池电极催化剂

• 批准号: 17750183
• 负责人: 高瀬 聡子
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17750183/
• 关键词: 燃料電池; αフタロシアニン; 酸素還元触媒; 電気泳動法; フタロシアニン

電気化学的に有機系酸素還元触媒をテフロン(PTFE)結着型カーボン電極に設置する方法を検討し、その設置手法と物質の性質に依存した触媒特性を評価した。ポルフィリン類であるコバルトフタロシアニン(CoPc)、フッ素置換コバルトフタロシアニン(FCoPc)を有機系酸性溶液であるトリフルオロ酢酸、ジクロロメタン混合溶液からアノード酸化を含む電気泳動(EPD)法でカーボン電極の触媒層に担持することができた。しかし、高耐久性が期待された鉄フタロシアニン(FePc)を設置することができなかった。これはトリフルオロ酢酸の配位によるイオン化したFePcの酸化析出反応よりも中心金属の電荷変化等が優先的に生じたのではないかと考えられる。また、電解重合によるメソテトラ(3-チエニル)ポルフィリナトコバルト(CoT3ThP)のPTFE結着型カーボン電極触媒層への担持にも成功した。これらの結果は、従来行なわれているNafionによる有機系触媒担持法の代替になるものとして、より触媒反応雰囲気の制御の自由度が高くすることに貢献する。これらの酸素還元特性を半電池法で行なった結果、EPD法によるCoPc触媒が最も高い酸素還元活性を示し、CoPc粉末を界面活性剤を用いて分散した電極と比較すると顕著に高い活性であった。これは、EPD法により中心金属間距離が短いα層が形成されたためであると考えられる。一方、FCoPcが低活性であったのは、フッ素の電子吸引性および嵩高さからα層が形成できなかったことが原因と考えている。この手法を用いてカーボンペーパー上にも触媒層を設置可能であり、MEAセル構造によっても評価を行った。

Electrochemistry of organic acid reduction catalyst (PTFE) junction type electrode configuration method, configuration method and material property dependence evaluation The catalyst layer of the electrode is supported by the electrokinetic (EPD) method. The catalyst layer of the electrode is supported by a mixed solution of organic acid and inorganic acid such as CoPc and FCoPc. High durability is expected when setting up the FePC. The coordination of FePc and FePc is preferred. The support of PTFE junction-type catalyst layer for electrolytic recombination was successfully carried out. The result is that the organic catalyst support method has a high degree of freedom in the control of catalyst reaction. The results of the half-cell method and the EPD method show that the CoPc powder has the highest activity of acid reduction. The CoPc powder has the highest activity of acid reduction. The distance between the center metals is short. The reason for the formation of the α layer is that the activity of FCoPc is low and the electron attraction of FCoPc is high. This method is used to set up a catalyst layer on the surface of the substrate, and the MEA structure is used to evaluate it.