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[P046B [発表後半]]Breaking away from Expensive Platinum: Highly Enhanced Activity in Next-Generation Fuel Cell Catalysts Using Nitrogen-Doped Carbon Black
○Ruka Takahashi1, Yoshinori Sato2, Kazutaka Hirano2, Yoshinori Sato1 (1. Tohoku University, 2. Stella Chemifa Corporation)
Keywords:
Oxygen reduction reaction,Carbon black,Nitrogen dope,Fluorination-defluorination process
近年、急速にDX・GXの進展に伴う電力需要の拡大が見込まれる一方で、我が国のエネルギー需給構造の脆弱性が課題となっている。そのため、非化石エネルギーの確保および二酸化炭素を排出しない固体高分子形燃料電池（PEFCs）の利用は必要不可欠である。PEFCsの空気極で起こる酸素還元反応（ORR）の速度は遅く、燃料電池全体の律速段階であり、電極に高価な貴金属である白金が含まれる触媒を使用している。よって、燃料電池普及に向け、白金を使用しない安価な代替触媒の開発が求められている。 本研究では安価な代替触媒材料として、導電性カーボンブラックであるケッチェンブラック（KB）に着目した。炭素材料への窒素原子のドープは触媒活性向上に有効であることが知られており、本研究では「フッ素化―脱フッ素化」プロセスを用いて、KBの炭素骨格への窒素ドーピングを試みた。その結果、グラファイト型窒素と呼ばれる窒素ドープ種の含有率とORR触媒活性に相関があることを見出した。当日は、さらなる触媒活性向上に向け、グラファイト型窒素を豊富に含む窒素ドープKBの合成手法、およびその触媒活性評価について報告する。