火炎式噴霧熱分解を用いた複合ナノ粒子構造制御による担持金属触媒の高分散・高耐久化
【研究キーワード】
燃焼合成 / ナノ粒子 / 構造制御 / 担持金属触媒 / 熱流体工学 / 燃焼工学
【研究成果の概要】
燃料電池の電極や燃料改質・排ガス浄化用触媒として広く使用される担持金属触媒においては,小さな金属粒子サイズと高い分散状態を長時間維持できる構造の開発が強く望まれる.本研究では,燃焼合成によって金属が担体マトリックスに固定化された複合ナノ粒子を作製し,金属粒子の凝集を防ぎつつ高い比表面積・分散状態を有する触媒構造を実現することを目的とする.二重管構造の拡散火炎バーナーを有する燃焼合成装置を製作し,前駆体溶液は超音波振動によって霧化してバーナー火炎中に供給する構造とした.本装置を用いて白金/セリアナノ粒子の合成を行い,3次元構造を含む詳細な構造解析を実施した.
【研究の社会的意義】
工業的に広く用いられる担持金属触媒においては,貴金属の凝集を防ぐことは大きな課題である.現在は凝集による性能劣化分を見越して過剰な貴金属を使用することで対応しており,資源有効利用とコストの両面から問題となっている.本研究課題では燃焼合成によって従来よりも耐凝集性の高い構造を有する触媒粒子を作製することを目指している.また燃焼合成で得られる特異な構造を触媒の安定性向上に利用するという今回のアプローチは,燃焼による材料合成の分野において新しい視点であり,学術的意義を有する.
【研究代表者】
【研究種目】研究活動スタート支援
【研究期間】2019-04-01 - 2020-03-31
【配分額】2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)