ナノ構造カーバイドを用いた直接アルコール燃料電池の開発

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Wでは静電紡糸で得られた金属含有カーボンナノファイバーの酸化、その後の炭化処理により、直径数十nm程度の微粒子カーバイドの合成に成功した。XRDの解析結果からWCが得られていることが分かった。このメタノール酸化活性を調べたところ、電位1V_<vs.NHE>付近に酸化電流ピークが観察され、メタノール酸化活性を示した。この酸化電流ピークはNiを添加した場合に増大し、Ni添加で酸化活性が増大することが分かった。Ni添加の場合、WCに加え、W_2CおよびWO_3の生成が確認された。MoではMoCl_2とポリアクリロニトリルを原料に用いて、静電紡糸法によるファイバーの酸化、その後の炭化処理で微粒子触媒が得られた。炭化温度を1400℃にすることで、Mo_2C,Mo_3C_2およびMo,MoO_2の混合粒子が得られた。この粒子の場合、メタノール酸化活性は作製したWCのものよりも高い傾向にあった。TiではTiCl_4とポリアクリロニトリルを原料に用いて、静電紡糸法によるファイバーの酸化、その後の炭化処理で微粒子触媒が得られた。炭化温度を変化させ1400℃まで上昇させたが、いずれの温度でもTiの炭化物は得られず、窒化物と炭化物の混合であるカーボナイトライドが得られた。作製した粒子からはメタノール酸化活性は殆ど観察できなかった。Ti含有のナノファイバーを調整する中で、酸化チタン微粒子をカーボンナノファイバーに含んだコンポジットナノファイバーがPtRu微粒子の触媒能を増大する優れた担体になることを見いだし、これを電気化学会の国際会議で発表した。