湿式素材プロセッシング

[PY-50] Synthesis and electrochemical characterization of Cu@Pt core-shell nanoparticles for polymer electrolyte fuel cell

^○照井洋輔¹, 横山俊¹, 高橋英志¹, 田路和幸¹, 土田修三², 関良平², 谷口泰士², 上山康博² (1.東北大学大学院　環境科学研究科, 2.パナソニック株式会社)

Keywords:PEFC、触媒、湿式、銅、コアシェル

現在PEFCの研究開発が精力的に行われており、その触媒活性向上は炭素担体表面上にPtのナノ粒子を高分散に担持することで成されてきた。更なる活性向上の為には、反応に寄与しない粒子内部のPtを他金属で代替し、粒子の最表面にのみPtが存在する「コアシェル粒子」を合成する手法の開発が必須である。そこで本研究では粒子内部がCu、表面がPtで構成されたCu＠Pt粒子の合成手法の開発を目的とした。Cuの錯化剤としてクエン酸、還元剤として水素化ホウ素ナトリウムを使用しCuナノ粒子を炭素表面上に担持した。その後にPtイオンを添加しガルバニ置換反応を進行させることで、平均粒子径6.8nmのCu@Pt粒子を合成することに成功した。CV測定及びRDE測定から、本手法で合成した粒子のECSA値は42.0(m²/g)と算出された。この値は商業用Ptの59.3(m²/g)と比較し71％程度であり、Cu@Pt粒子の平均粒子径が商業用Ptと比較し大きいこと、及び凝集体が存在することが原因で低い値を示していると考えられる。一方で合成した粒子の面積比活性値は商業用Ptの80％程度と、比較的高い値を示すことが明らかとなった。