課題番号 ：S-18-KU-0013
利用形態 ：共同研究
利用課題名（日本語） ：ポルフィリンとナノカーボン素材の効率的,耐久性低コスト非白金ハイブリッド型ポリマー膜燃料電池用触媒の開発
Program Title (English) ：Development of efficient, durable, and low-cost non-platinum hybrid catalysts of iron porphyrins and nanocarbons for polymer exchange membrane fuel cells
利用者名（日本語） ：Yang Jun, 中嶋　直敏,
Username (English) ：Yang Jun, N. Nakashima,
所属名（日本語） ：寧波工科大学
Affiliation (English)：Ningbo Institute of Industrial Technology, Chinese Academy of Sciences

１．概要（Summary ）
完全非白金型燃料電池触媒開発に対して社会からの強い要望がある。本研究では、完全非白金型燃料電池触媒としてのポルフィリン類化合物と複数のナノカーボン触媒の作製、およびそれらのナノ細構造解析、触媒能についての研究を行なった。

２．実験（Experimental）
ここでは、触媒として、鉄フタロシアニンを素材として用いた。ナノカーボン(nano carbon)として、Ketjen Black (KCB), Vulcan (VC), Nikkiso-MWNT (Nikkiso), Flotube-MWNT (Flotube), 単層カーボンナノチューブ（SWNT）, 鉄フタロシアニン（FePc）（図１）／ナノカーボン(nano carbon)/触媒は、2種の多孔質ナノカーボン（C450, C150）を用いた。触媒は、次の要領で合成した。10mgのFePcを室温で20時間振とう（200rpm）(nano carbon /FePC)し、複数の触媒を合成した。ナノ細構造解析は、XRD、電子顕微鏡解析などで行った。 合成は、
利用装置：電子状態測定システム

３．結果と考察（Results and Discussion）
図２に得られた触媒の酸素還元能を示した。超薄膜を形成していることがわかった。この結果、触媒能は、FePc-KCB > FePc-Flotube > FePc-SWNT> FePc-C140 > FePc-VC > FePc-C450 > FePc-Nikkiso > Pt/Cであることがわかった。興味あることに、これらの触媒は、いずれも高価なPt/C触媒より高い酸素還元能があることがわかった。また、酸素還元能は、ナノカーボンの比表面積と相関することがわかった。
４．その他・特記事項（Others）
なし

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
J. Yang, J. Tao, T. Isomura, H. Yanagi, I. Moriguchi, “A comparative study of iron phthalocyanine electrocatalysts supported on different nanocarbons for oxygen reduction reaction”, Carbon, 2019, 145, 565-571.

６．関連特許（Patent）
なし