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新規糖-空気燃料電池のためのナノレベルで構造制御された電気化学触媒電極

用于新型糖空气燃料电池的纳米级结构控制电化学催化电极

基本信息

批准号：
06F06085
负责人：
谷口功
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、電極表面上に金属原子を電気化学的に析出させ、糖類の電気化学的な触媒酸化機能を評価し、糖-空気燃料電池用の触媒機能電極として応用するための性能の向上を図ることを目的としている。本年度は、特に、カーボン電極上に白金ナノ粒子を電気化学的に析出させ、そのグルコース酸化反応に対する触媒機能を調査した。その結果、1、原子レベルで構造制御された電極として、単結晶電極表面上に銀原子をアンダーポテンシャルデポジション(UPD)法、スパッター法などを用いて単原子層以下のナノレペルで形成させた電極等に加えて、電気化学的に析出させた金属ナノ粒子も、グルコースの電気化学的酸化反応に対して触媒機能を有することを確認した。2、HOPGと呼ばれる結晶性カーボン電極上に電気化学法を用いて析出させた白金ナノ粒子は、グルコースの酸化反応に対して触媒作用を示した。この触媒作用は、グルコース酸化に対して金ナノ粒子担持電極よりも陰電位側での酸化反応が可能で、将来のバイオ燃料電池用電極として有用であることを確かめた。3、作製した白金ナノ粒子担持電極と亜鉛-空気電池の空気極を組み合わせて、0.2Mブルコースを含む0.3M NaOH溶液中で、開回路電圧0.79V、閉回路電流密度17mA/cm2、出力最大電力1.47mW/cm2を得た。4、これらの成果は、簡便に、かつ極めて少量の金属ナノ粒子を用いで、安価で大きな面積の電極の作製を可能にすることから、実用的なグルコース-空気生物燃料電池用電極の作製法として有効であり、実用電池作製のための基盤技術となるものである。

は, this study on the electrode surface に metal atoms を electric 気 chemical precipitation にさせ, sugar の electric 気 chemical な catalytic function of acidification を review 価し, sugar - empty 気 fuel cell with の function of catalytic electrode として応 with するための performance の upward を図ることを purpose としている. は this year, especially に, カーボンに on platinum electrode ナノ particle を electric 気 chemical precipitation にさせ, そのグルコース acidification anti 応にす seaborne る catalytic function を survey した. その results, 1, atomic レベルで tectonic suppression された electrode としてに silver atoms, 単 crystallization electrode surface をアンダーポテンシャルデポジション method (UPD), スパッター method などを with いて単 atomic layer below のナノレペルで form させた electrode etc に plus えて, electricity 気 chemical precipitation にさせた metal ナノも, グ particles The acidification reverse 応に of electrochemistry has a するするとをとを confirmation of the をて catalyst function を. 2, HOPG と shout ばれる crystalline カーボン electrode に気 chemical method を with いて precipitation させた platinum ナノ particle は, グルコースの acidification anti 応にし seaborne てを catalytic role した. この catalysis は, グルコース acidification にし seaborne て gold ナノ particles take hold electrode よりも electronegative side での acidification anti 応が may で, future のバイオ fuel cell with electrodes として useful であることをか indeed めた. 3, cropping した platinum ナノ particles take hold electrode と亜 lead - batteries are empty 気の empty 気を group み close わせて, 0.2 M ブルコースをむ 0.3 M NaOH solution で, open loop current 圧 0.79 V 17 ma/cm2, closed loop current density, the maximum power output of 1.47 mW/cm2 をた. 4, これらの results は, simple に, かつ extremely めて small の metal ナをノ particles with いで, Ann 価で big きな area のを may the electrode の cropping にすることから, be use なグルコース - empty 気 microbial fuel cell with electrodes の way として have sharper であり, be made system battery のための base plate technology となるものである.