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噴霧乾燥法によるエネルギー環境材料へ向けたカーボン系ナノ構造体材料の開発

噴霧乾燥法によるエネルギー環境材料へ向けたカーボン系ナノ構造体材料の開発
利用喷雾干燥法开发能源和环境材料用碳基纳米结构材料
批准号：
12F02382
负责人：
奥山 喜久夫
金额：
$1.22万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2012 至 2014-03-31
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12F02382/
关键词：
ナノ粒子噴霧乾燥法噴霧熱分解法ナノ粒子構造体カーボン燃料電池ポーラス構造体触媒特性

项目摘要

项目成果

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本研究では、噴霧乾燥法による粒子合成技術を活用し、粒子のポア径だけでなく、表面特性、形状、穴の種類(2種類のポアサイズを持つ構造体)が厳密に制御されたカーボン系ナノ粒子構造体材料の合成と触媒性能評価、構造や界面制御と理論数値解析、大量合成(スケールアップ)プロセス開発、を検討することを目的に研究を実施した。本年度は、初年度に製作した噴霧熱分解装置を用いて、フェノールからのカーボン微粒子の合成と燃料電池への応用について検討した。これまでは、カーボンのナノ粒子を利用してきたが、フェノールからカーボンを生成させることで、フェノールとテンプレート粒子(ポリスチレンラテックス粒子)の自己組織化によりポーラスカーボン微粒子の合成に成功した。合成したポーラスカーボン粒子に含浸法により白金を担持させ、燃料電池の電極触媒性能を測定した。その結果、電気化学表面積(ECSA)が450.81mA/mg-Pt、質量活性(Mass Activity)が81.78㎡/g-Ptと市販の触媒粒子よりも高い性能を持つ触媒材料の合成に成功した。この結果については、ACS Applied Materials and Interfacesに掲載された。また、ゼータ電位が+53.1mVから-35mVまで制御されたテンプレート粒子を使い分けることで、微粒子の構造を制御できることを明らかにした。ゼータ電位+53.1mVのPSL粒子を用いた時は中空構造となり、ゼータ電位を-35mVのときはポーラス構造となった。フェノール樹脂とPSL粒子の質量混合比を1:1.6、PSLの粒子径を約230㎚にすることで安定した中空粒子、ポーラス粒子を合成できることがわかった。合成したカーボン微粒子の吸着性能値はポーラス粒子が中空粒子よりも約1.5倍高い値を出した。
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会议论文
Ultrahigh oxygen reduction activity of Pt/nitrogen-doped porous carbon microspheres prepared via spray-drying
DOI： 10.1016/j.jpowsour.2012.11.143
发表时间： 2013-05
期刊： Journal of Power Sources
影响因子： 9.2
作者： [R. Balgis;G. Anilkumar;S. Sago;T. Ogi;K. Okuyama]
通讯作者： R. Balgis;G. Anilkumar;S. Sago;T. Ogi;K. Okuyama
Synthesis of Nanostructured Fine-Particles for Energy and Resources Saving
节约能源和资源的纳米结构细颗粒的合成
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： [K. Okuyama, Ratna Balgis, T. Ogi]
通讯作者： T. Ogi
Nanostructural Engineering of Pt/C Catalyst via Spray-Drying for Electrocatalyst Application
用于电催化剂应用的喷雾干燥 Pt/C 催化剂纳米结构工程
DOI： --
发表时间： 2013
期刊：
影响因子： --
作者： [R. Balgis, G. M. Anilkumar, S. Sago K. Okuyama]
通讯作者： S. Sago K. Okuyama
Synthesis of Nanostructured Carbon Particle Materials via Spray Metho
喷雾法合成纳米结构碳颗粒材料
DOI： --
发表时间： 2013
期刊：
影响因子： --
作者： [T. Ogi, R. Balgis, K. Okuyama]
通讯作者： K. Okuyama
微細制御高機能性ナノ材料の合成と太陽エネルギー変換材料への応用
  • 批准号：
    11F01070
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.54万
  • 财政年份：
    2011
  • 负责人：
    奥山 喜久夫
  • 依托单位：
    Hiroshima University
静電紡糸法によるナノファイバーの合成開発と電子デバイス材料への応用
  • 批准号：
    09F09301
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.54万
  • 财政年份：
    2009
  • 负责人：
    奥山 喜久夫
  • 依托单位：
    Hiroshima University
噴霧法による蛍光体ナノ粒子の大量合成と白色LEDへの応用
  • 批准号：
    06F06160
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.54万
  • 财政年份：
    2006
  • 负责人：
    奥山 喜久夫
  • 依托单位：
    Hiroshima University
静電噴霧法による液相合成ナノ粒子の帯電と静電沈着によるパターン化
  • 批准号：
    17656252
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
  • 资助金额：
    $2.24万
  • 财政年份：
    2005
  • 负责人：
    奥山 喜久夫
  • 依托单位：
    Hiroshima University
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