課題番号 ：S-15-KU-0036
利用形態 ：共同研究
利用課題名（日本語） ：ナノポーラスカーボン電極材料の創製と燃料電池への応用
Program Title (English) ：Development of nanoporous electrode materials and their application to fuel cell
利用者名（日本語） ：森口　勇
Username (English) ：I. Moriguchi
所属名（日本語） ：長崎大学大学院工学研究科
Affiliation (English) ：Graduate School of Engineering, Nagasaki University

１．概要（Summary ）
低炭素社会の実現に向けて、燃料電池やLiイオン二次電池、キャパシタなどの電気化学デバイスの高性能化が望まれている。しかしながら、資源量や安定性、安全性などの制約により現実的に利用できる活物質材料は限られ、デバイスの高性能化には限界が見えつつある。元素戦略を考慮した開発のためには、物質本来の機能をデバイスにおいて如何にして最大限に発揮させるかが重要な課題の一つである。
申請者らは、これまでナノ多孔電極材料の開発を手がけ、メゾ・マクロ多孔カーボンの細孔内では高速イオン移動が可能であることや、多孔化による高比表面積化やナノ厚みの活物質壁形成が電荷移動抵抗や固相内Liイオン拡散抵抗の低減に有効であること等を明らかにしてきた。
本研究では、ナノポーラスカーボン(NanoPC)をポリ(ピリジンベンズイミダゾール)（PyPBI）で被覆し、これに白金(Pt)微粒子を担持させ、さらにその上に、ポリビニルホスホン酸(PVPC)でコートした燃料電池触媒(NanoPC/PyPBI/Pt/PVPA)を作製し、その触媒の一酸化炭素(CO)被毒について調べた。また、比較のため市販のカーボンブラック（CB）/PyPBI/Pt/PVPA触媒を合成した。

２．実験（Experimental）
作製したNanoPC/PyPBI/Pt/PVPAの一酸化炭素(CO)被毒（CO耐性）実験は、過去に報告の方法を踏襲して行った。

３．結果と考察（Results and Discussion）
合成したNanoPC/PyPBI/Pt/PVPAの模式図を図１に示した。

図１. NanoPC/PyPBI/Pt/PVPAの模式図

CO耐性は、CO stripping voltammogram測定は、1.0 ~ 1.5 V vs. RHE 、掃引速度50 mV/s、温度60˚Cで評価した。この結果、NanoPC/PyPBI/Pt/PVPAは、CB）/PyPBI/Pt/PVPAに比較して、はるかに高いCO耐性を有していることが明らかになった。１）これは、ナノカーボンが、～2nmという微細なナノポアを有していることに起因していると推定できる。

４．その他・特記事項（Others）
なし

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
1. Z. Yang, I. Moriguchi, N. Nakashima, “A Highly-durable CO-torelant Poly(vinylphosphoric acid)-coated Electrocatalysy Supported on a Nanoporous Carbon, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8, 9030–9036.

６．関連特許（Patent）
なし