高次構造を制御した新規繊維状炭素を用いる固体高分子形燃料電池用触媒に関する研究

新型可控高阶结构纤维碳聚合物电解质燃料电池催化剂研究

• 批准号: 14J10604
• 负责人: 馬場 恒生
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J10604/
• 关键词: 固体高分子形燃料電池; 白金; マリモカーボン; 触媒; 燃料電池; PEFC; Pt触媒

本年度の研究では，マリモカーボンを用いた固体高分子形燃料電池用触媒の高性能化に主眼をおいた。マリモカーボンを構造という観点からその物性を詳細に評価したところ，従来広く使われてきたカーボンブラックには多く含まれているメソポア，マイクロポアといった構造が見られなかった。より詳しく見ると，カーボンブラックには直径100nm程度の微小な細孔が大量に含まれていたのに対し，マリモカーボンには80nm程度の隙間がわずかに含まれているのみであったことが分かった。これは，マリモカーボンに存在する空間が繊維の間の隙間のみしか存在していないためであり，液体の水が浸入あるいは脱出できなくなるだけの小さな細孔が含まれていないことを示している。そのため，単位重量辺りの比表面積がマリモカーボンは小さいにも関わらず，これを触媒として用いた燃料電池の性能は向上する，ということが明らかとなった。また，触媒金属となる白金の担持方法についても検討し，マリモカーボンに対して最も適したPtの担持条件を見出した。その結果，液体の水の中という最も簡便かつ均一化の容易な環境下において，触媒金属源となる塩化白金酸と還元剤となる水素化ホウ素ナトリウムの組み合わせのみでカーボン上に担持する金属粒子のサイズ，分布のコントロールがある程度可能となった。本研究では，金属粒子のサイズが2-4nm程度，かつカーボン上へ最も均一に分布する条件で最も高い発電性能を示した。先の構造的物性と合わせて考えると，マリモカーボンの使用によって担持されている白金粒子はほぼ無駄なく発電に寄与しており，性能の向上と貴金属使用料の削減を同時に期待できる触媒が作製可能であることが分かった。

This year's research is aimed at the use of high-performance catalysts for solid polymer fuel cells. Please tell me that the physical properties are different, so that you can make sure that you have a lot of trouble, and that you have a lot of trouble. Please tell me that there are a large number of holes with a diameter of 100nm. There are a large number of holes that contain a large number of holes. There are a large number of holes in the gap of 80nm. No, no. The weight of the fuel cell is higher than that of the surface area, and the performance of the fuel cell is higher than that of the catalyst. The method of using platinum as a catalyst metal to hold the platinum is very important. The most important factor is the Pt condition. The results show that the most stable stool in liquid water is homogenized and easy to operate in the environment, and that the catalyst metal source is platinum acid, and the catalyst metal source is platinic acid. it is necessary to carry the concentration of metal particles in liquid water, and the distribution of metal particles may be sensitive. In this study, the metal particles show the degree of 2-4nm, the most uniform distribution, the highest performance, and the highest performance. The physical properties of the products are in good agreement with each other, and the equipment is used to control the quality of platinum particles, and the performance of metal use materials is improved. At the same time, it is expected that the chemical catalyst may be used to improve the performance.

项目成果

カーボン担体の結晶性が燃料電池の耐久性に与える影響

碳载体结晶度对燃料电池耐久性的影响

• 发表时间: 2014
• 作者: Koki Baba;Mikka Nishitani-Gamo;Toshihiro Ando;Mika Eguchi;馬場恒生;馬場恒生;馬場恒生;馬場恒生;Koki Baba;馬場恒生;馬場恒生;馬場恒生;馬場恒生;Koki Baba;馬場恒生;馬場恒生
• 通讯作者: 馬場恒生

Reducing Polarization Using Novel Carbon Support in Polymer Electrolyte Fuel Cell

在聚合物电解质燃料电池中使用新型碳载体减少极化

• 发表时间: 2016
• 作者: Koki Baba;Mikka Nishitani-Gamo;Toshihiro Ando;Mika Eguchi;馬場恒生;馬場恒生;馬場恒生;馬場恒生;Koki Baba
• 通讯作者: Koki Baba

Pt/マリモカーボンを用いた単セル内におけるORR活性と発電性能

使用 Pt/marimocarbon 的单电池 ORR 活性和发电性能

• 发表时间: 2017
• 作者: Koki Baba;Mikka Nishitani-Gamo;Toshihiro Ando;Mika Eguchi;馬場恒生
• 通讯作者: 馬場恒生

Enhancement of PEFC performance using a Marimo carbon

使用 Marimo 碳增强 PEFC 性能

• 发表时间: 2015
• 作者: Koki Baba;Mikka Nishitani-Gamo;Toshihiro Ando;Mika Eguchi;馬場恒生;馬場恒生;馬場恒生;馬場恒生;Koki Baba;馬場恒生;馬場恒生;馬場恒生;馬場恒生;Koki Baba
• 通讯作者: Koki Baba

マリモカーボンにより触媒層構造を改良したPEFCの活性と耐久性

使用 Marimocarbon 改进催化剂层结构的 PEFC 的活性和耐久性

• 发表时间: 2015
• 作者: Koki Baba;Mikka Nishitani-Gamo;Toshihiro Ando;Mika Eguchi;馬場恒生;馬場恒生;馬場恒生;馬場恒生;Koki Baba;馬場恒生;馬場恒生;馬場恒生
• 通讯作者: 馬場恒生