窒素に富んだネットワークポリマーから作られた自立した酸素還元電触媒
Yong Zhao1, Kazuya Watanabe, Kazuhito Hashimoto
1ERATO/JST, HASHIMOTO Light Energy Conversion Project, The University of Tokyo, 4-6-1 Komaba, Meguro-ku, Tokyo 153-8505, Japan.
Journal of the American Chemical Society
|November 16, 2012
まとめ
研究者らは,新しい窒素豊富なポリマー触媒を開発した. この非貴金属触媒は微生物燃料電池の性能を大幅に高め,プラチナ触媒の性能を上回った.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 電気化学 電気化学について
- カタリシス カタリシス カタリシス
背景:
- 効率的で費用対効果の高い触媒の開発は,電気化学アプリケーションにとって極めて重要です.
- 非貴金属の触媒は,プラチナ族の金属の代替品として非常に求められています.
- ネットワークポリマーは,触媒設計のためにユニークな構造および化学的性質を提供します.
研究 の 目的:
- 非貴金属の触媒として,新しい窒素豊富なネットワークポリマーを合成し,評価する.
- Co-/Fe-coordinating pyrolyzed polymerの酸素還元反応 (ORR) アクティビティを調査する. Co-/Fe-coordinating pyrolyzed polymerの酸素還元反応 (ORR) アクティビティを調査する.
- 微生物燃料電池 (MFC) で開発された触媒の性能を評価する.
主な方法:
- 2,6-ダイアミノピリジンをモノマーとして使用した窒素豊富なネットワークポリマーの合成.
- ポリマーの熱分解により,金属の調整部位が作られる.
- 中性介質における酸素還元反応 (ORR) の触媒の電気化学的評価.
- カソードに触媒を搭載した微生物燃料電池 (MFC) の製造と試験.
主要な成果:
- Co-/Fe-coordinating pyrolyzed polymerは高特異酸素還元活性を示した (発現ポテンシャル:0.87V対RHE,半波ポテンシャル:0.76V対RHE).
- 触媒は,有機物のクロスオーバー効果が中性介質での活動に示されませんでした.
- この触媒を搭載したMFCは,商用20重%Pt/C触媒と比較して2倍以上の出力を達成しました.
結論:
- 開発された窒素に富んだネットワークポリマーは,ORR.のための非常に効果的な非貴金属触媒です.
- この新しい触媒は,微生物燃料電池などのアプリケーションでプラチナに有望で費用対効果の高い代替案を提供します.
- ポリマーのユニークな構造は,豊富な金属調整部位を提供し,触媒活性と安定性を高めます.
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