湿式素材プロセッシング

[PY-31] 錯体構造制御法を利用した燃料電池用炭素カソード表面上へのCu錯体の吸着と還元特性の相関

^○照井洋輔¹, 横山俊¹, 高橋英志¹, 田路和幸¹ (1.東北大学 環境科学研究科)

キーワード：PEFC, 触媒, 湿式, 錯体制御, 銅

エネルギー効率が高くクリーンな発電方式であること、及び小型分散化が可能であることから、PEFCの研究開発が精力的に行われている。PEFCの触媒担体としては炭素担体が一般的に使用されており、触媒反応の活性向上の為には触媒金属をナノ化し担体表面上に高分散に担持することが必須である。ここで、担体表面上に金属錯体を吸着させ還元反応を進行させることで高分散に金属ナノ粒子を担持可能であると考えられる。そこで、金属錯体の吸着特性及び還元特性の相関を明確化することを本研究の目的とした。触媒金属としてCuを、錯化剤としてen、DEA、クエン酸及びシュウ酸を選定し其々のCu錯体の担体表面上への吸着率を測定した。何れの錯体を用いた場合でも吸着率が低く、また系に添加するイオン濃度の増加に伴い、吸着率が低下することが明らかとなった。これは系のイオン濃度の増加に伴い担体表面上の電気二重層が圧縮され、その結果担体同士の凝集が進行し吸着サイトが減少した為であると考えられる。従って、吸着量を増加させる為には炭素担体に対し親和性が高い錯体を形成し、且つ、担体を安定分散させうる錯化剤の使用が必要であることが明らかとなった。