K-§MART SEEDS集PEFCカソード用イオン液体修飾Pt/C触媒の開発

概要

固体高分子型燃料電池(PEFC)用カソード触媒には高価なPtが用いられているため、酸素還元反応の質量活性を向上させる必要がある。本研究室では、疎水性イオン液体（lLs）をPt触媒に修飾したPt/C-SCILL触媒の開発に取り組んでいる。Pt表面の疎水性ILsの効果によりH2Oを由来とするOH被毒を低減し、質量活性を向上させることを目的としてILsのカチオン構造の最適化を進めている。研究開発の概要

従来技術
ILsカチオン構造の影響については諸説あり明確ににはなっていないことに加え、多様なPt/C触媒への最適化の検討も進んでいない。
優位性
和歌山高専・綱島研究室が持つホスホニウム系イオン液体のカチオンデザイン技術と本校の触媒技術を融合させ、多様なPt/C-SCILL触媒を調製することができる。

特徴

PEFCのセルレベルでの酸素ガス物質移動律速過程の影響を可能な限り受けることなく、MEAの触媒層を極限まで薄くしながらも、現在国内で一般的に使用されているKetjenカーボン以上のガス拡散性を保持する単体としてMPCに注目している。また、MPCにはNafionイオノマーによる触媒被毒を抑制する効果も報告されている。一方で、100℃以上の高温環境下では、表面吸着水も脱離し、オーム損の増加につながる可能性もある。加えて、Pt使用量の削減と耐久性の向上というトレードオフの問題を克服する必要もある。この様な諸問題を解決するPt/MPC-SCILLを開発している。 NEDO[燃料電池等利用の飛躍的拡大に向けた共通課題解決型産学官連携研究開発事業／水素利用等高度化先端技術開発／PEFC用イオン液体含侵型Pt/MPC高活性・高耐久カソード触媒合成技術の研究開発の研究開発事業」として実証中。研究関連設備

実用化イメージ・想定される用途
・燃料電池カソード触媒
・その他、多様なガス触媒系への展開
実用化に向けた課題
・触媒担体へのILs含侵技術
・更なる多様なカチオン設計技術とのコラボレーション

研究者紹介

山田　裕久（やまだ　ひろひさ）researchmap

yamada(α)nara.kosen-ac.jp(α)を@に置き換えてください

研究者からのメッセージ

Pt系ナノ粒子触媒や物理化学・電気化学的評価などご相談ございましたらよろしくお願いいたします。
多様な機器分析もお引き受けできますので、お気軽に技術相談ください。

研究キーワード

PEFC

酸素還元触媒

イオン液体

知的財産権

ILsについて綱島克彦教授

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