技術セミナー・研修・出版・書籍・通信教育・eラーニング・講師派遣の テックセミナー ジェーピー
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(2022年6月9日 10:15〜11:35)
固体高分子形燃料電池の本格普及のために、酸素を還元する空気極の非白金化が望まれている。我々の研究グループは、Fe源を含むポリイミド微粒子を熱処理することによって得る、Fe/N/C触媒が酸素の4電子還元に有効であることを見出した。またN/C触媒では酸素の2電子還元が進行し、過酸化水素の合成に有効であることを報告している。さらに最近では、グラフェン中のFeN4構造から着想した十四員環Fe錯体に着目している。これらの研究トピックについて、詳細な反応速度解析も含めて、最近の進捗を紹介する。
(2022年6月9日 12:20〜13:40)
カーボンニュートラル・エネルギー政策の観点から、電動車両 (移動体) の開発はlight-duty vehicles (LHV) からheavy-duty vehicles (HDV) まで全方位的に取り組まれており、小型・高出力の特徴をもつ固体高分子形燃料電池 (PEFC) への期待は大きい。その実現には電極触媒の耐久性や活性の更なる向上が重要である。
酸化物担体を用いたPt系触媒は高活性と高耐久性を兼ね備え、PEFCの広範囲な応用へ向けて注目されている。本講座では現在の技術動向を踏まえつつ、その酸化物担体の開発指針・性能を説明する。
(2022年6月9日 13:50〜15:10)
燃料電池や金属空気電池の正極反応である酸素還元反応 (Oxygen Reduction Reaction, ORR) はこれらの電池の性能を左右する大きな要因の一つである。我々はアザフタロシアニン誘導体を分子レベルで担持したAZUL (Azaphthalocyanine Unimolecular Layer) 触媒は白金炭素に匹敵する性能を示すORR性能を示した。
本講演では、本触媒の特徴と実用化について紹介する。また、ごく最近廃棄バイオマスの焼成により作製した「ナノ血炭」触媒が、ORRだけで無く、酸素発生反応 (Oxygen Evolution Reaction, OER) 触媒としての性能があることを見出した。本件についても併せて紹介する。
(2022年6月9日 15:20〜16:40)
数個から千個程度の原子・分子が集合したナノクラスターは、原子・分子より大きく、バルクよりも小さく、そのどちらとも違った性質や機能をもっています。その性質が、原子数や組成、荷電状態によって制御できるため、触媒、電子デバイス、磁気デバイスなどへの応用が期待されています。特に、貴金属元素の触媒では、構成原子のほとんどを表面原子とするナノクラスターによる高活性化とともに、希少貴金属の使用量を低減させる技術が注目されています。
本研究グループでは、気相法により清浄な白金ナノクラスターを大量合成して、担体として、固体基板や炭素粉体に直接担持することで、白金ナノクラスターの燃料電池触媒を作製しました。原子数を単一にした担持によって触媒単位の精密化し、ハーフセルによる活性評価とX線構造解析から、構造活性相関を明らかにしています。また、白金ナノクラスターの触媒から膜電極接合体を作製し、JARI標準セルに組み込んで燃料電池の発電試験を行いました。これらの結果を紹介しながら、触媒機構に基づいた燃料電池の省白金化に向けた要素技術を議論します。
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発行年月 | |
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