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日本分子科学研究所开发出世界首个在大气压下观测电极催化剂行为的方法

2017-07-17 218浏览 标签: 电极催化剂

2017年6月28日,在NEDO事业下,日本自然科学研究机构(NINS)分子科学研究所(以下简称“IMS”)于世界首次成功开发出使用硬X射线在大气压下测定光电子能谱方法


燃料电池汽车(FCV)作为一种终极环保汽车,其今后的真正普及备受期待。但是FCV目前还存在固体高分子型燃料电池(PEFC)的低成本化、能够应对车型增多的燃料电池高功能化(高输出化、高耐久化)等技术课题。为此,NEDO为2025年以后FCV的真正普及设定了FCV用燃料电池的要求值(成本:堆栈制造成本1000日元/kW以下,堆栈输出密度:4kW/L以上,耐久性:50,000小时以上,等),并于2015年开始实施“固体高分子型燃料电池利用高度化技术开发事业/普及扩大化基础技术开发(2015年~2017年)”项目,旨在创造出可以完成上述要求值的燃料电池高度解析、评估技术以及新型材料设计方针。解决FCV用燃料电池的技术课题还同时有助于降低家用燃料电池(ENE-FARM)等的成本、提高性能。


硬X射线是有望提高燃料电池性能的、强大的解析工具。此次在NEDO项目下,日本IMS的研究团队成功利用硬X射线开发出世界首个在大气压下进行光电子能谱测定的方法。


光电子能谱测定可在原子级别上对各种物质进行分析,在燃料电池的开发中被广泛应用于电极催化剂的研究中。但是,在测定时,往往要保持样品周围是大幅低于大气压的极低压力环境(真空状态),如此便无法观测在实际工作环境中电极催化剂周围存在的燃气与水的共存状态。


电极催化剂对燃料电池性能会产生极大影响,利用此次IMS开发的新测定方法,便可以在大气压下观测到电池实际工作时电极催化剂的行为。研究团队表示,他们今后还将高精度观测电极催化剂的反应和劣化机制,并计划将观测结果反馈到催化剂开发阶段,以推进燃料电池的高输出化、高耐久化发展,解决FCV普及过程中的技术课题,进一步帮助扩大引入家用燃料电池(ENE-FARM)。



此次研究团队开发的光电子能谱测定用设备


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