(Poster session) Processing & Material

[P045B] Synthesis of nitrogen-doped carbon materials prepared from sewage sludge and their oxygen reduction reaction catalytic activity

○Kosei Morita^{1[Student presentation: Master’s course]}, Yoshinori Sato¹ (1. Tohoku university)

Keywords:Sewage sludge, Polymer electrolyte fuel cell, Oxygen reduction reaction catalyst

カーボンニュートラルの実現に向けて、固体高分子形燃料電池を使用した水素社会が期待されている。しかし、固体高分子形燃料電池の電極触媒には白金が用いられており、高価で希少性が高いため燃料電池の普及の妨げとなっている。現在、白金触媒に代わる触媒として、資源豊富で安価な炭素系触媒が注目されている。固体高分子形燃料電池の律速段階である酸素還元反応では、活性サイトや導電率向上のために炭素骨格内の窒素や硫黄などのヘテロ原子の存在が重要となることから、本研究は炭素系材料の原材料として下水汚泥に注目した。下水汚泥とは、下水処理に用いられる微生物を沈殿分離、回収したものであり、約8割が有機物で構成され、窒素や硫黄、金属などを含んでいる。そこで本研究では、下水汚泥乾燥物をアニールして窒素や硫黄がドープされた炭素材料を調製し、その酸素還元反応触媒活性を調べた。本発表では、金属の不純物除去の目的で、アニール後に塩酸処理を施した試料、アニール前に塩酸処理を施した試料、塩酸処理後にKOH溶液によるアルカリ処理を施した試料に対する構造評価と触媒活性評価について報告する。