燃料電池正極用全酸化物触媒の実現に向けた高耐久導電性酸化物担体の開発

研究課題

研究責任者	千坂光陽弘前大学, 理工学研究科, 助教
研究期間 (年度)	2014 – 2015
概要	固体高分子形燃料電池における正極用白金系触媒の希少性と、炭素担体の低耐久性に材料ベースで対応することが本研究の最終目標である。そのため炭素担体を一切用いない、チタン酸窒化物触媒を合成・評価した。可逆水素電極電位(pH=1)に対して0.8 Vで300 A/cm3の体積電流密度を得ることが、本研究課題の目的である。導電性酸化物担体としてTi4O7ナノファイバを水熱法経由で合成後、その表面にチタン酸窒化物を担持し、活性に対して表面組成を最適化した。最適化後に硫酸溶液中でPt-C触媒の8割を超える半波電位が得られ、これを用いて単セル発電実験を行った。その結果、初めて炭素担体を用いない全酸化物系触媒から白金系触媒と炭素担体からなる触媒と同等の限界電流密度が硫酸溶液中で得られており、十分な反応面積と導電性を有していることが示唆された。今後実用化に向け、体積電流密度の算出など実用性の評価や特性向上に向け研究を進めていく。