レーザー蒸着法によるカソード用炭素系触媒の作製

Preparation of carbon based cathode catalyst by pulsed laser deposition

山本 春也; 箱田 照幸; 川口 和弘; 八巻 徹也; 吉川 正人

Yamamoto, Shunya; Hakoda, Teruyuki; Kawaguchi, Kazuhiro; Yamaki, Tetsuya; Yoshikawa, Masahito

固体高分子形燃料電池の実用化にあたって克服しなければならない問題の一つに白金触媒の使用量の低減があり、特にカソード(正極)における酸素還元反応を促進する白金代替触媒の開発が重要課題の一つとなっている。最近になって、窒素などの異種元素を含むタマネギ状の層構造(ナノシェル構造)炭素材料が、白金と同等の酸素還元活性を発現することが明らかになり、次世代のカソード用の白金代替触媒として期待されるようになった。本研究は、三機関連携(原子力機構,理化学研究所,物質・材料研究機構)による燃料電池システム用キーマテリアル開発研究の一環として、パルスレーザ蒸着法によるナノシェル構造炭素材料の形成を目指し、コバルトと窒素を添加した炭素薄膜を作製した。窒素雰囲気中(窒素ガス圧:0.5Torr)で等方性黒鉛とコバルトを基板温度:600Cに保持したガラス状炭素基板に交互に蒸着し、電気化学測定により酸素還元活性を評価したところ、白金の酸化還元電位0.85V(vs. NHE)に対して、0.66V(vs. NHE)の酸素還元電位を示す薄膜試料の形成に成功した。発表では、作製した炭素薄膜の組成及び構造と酸素還元活性の関係について詳細に報告する。

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