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J-GLOBAL ID：202202282013309625   整理番号：22A1056347

Fe-N-C酸素還元触媒の耐久性を改善するためのラジカルスカベンジャーとしてのTa-TiO_xナノ粒子【JST・京大機械翻訳】

Ta-TiO_x nanoparticles as radical scavengers to improve the durability of Fe-N-C oxygen reduction catalysts

著者 (15件)： Xie Hua (Department of Materials Science and Engineering, University of Maryland, College Park, MD, USA) ,  Xie Xiaohong (Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA, USA) ,  Hu Guoxiang (Department of Chemistry and Biochemistry, Queens College of the City University of New York, Queens, NY, USA) ,  Prabhakaran Venkateshkumar (Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA, USA) ,  Saha Sulay (Center for Solar Energy and Energy Storage and Department of Energy, Environmental and Chemical Engineering, Washington University in St. Louis, St. Louis, MO, USA) ,  Gonzalez-Lopez Lorelis (Department of Materials Science and Engineering, University of Maryland, College Park, MD, USA) ,  Phakatkar Abhijit H. (Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Illinois at Chicago, Chicago, IL, USA) ,  Hong Min (Department of Materials Science and Engineering, University of Maryland, College Park, MD, USA) ,  Wu Meiling (Department of Materials Science and Engineering, University of Maryland, College Park, MD, USA) ,  Shahbazian-Yassar Reza (Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Illinois at Chicago, Chicago, IL, USA) ,  Ramani Vijay (Center for Solar Energy and Energy Storage and Department of Energy, Environmental and Chemical Engineering, Washington University in St. Louis, St. Louis, MO, USA) ,  Al-Sheikhly Mohamad I. (Department of Materials Science and Engineering, University of Maryland, College Park, MD, USA) ,  Jiang De-en (Department of Chemistry, University of California, Riverside, CA, USA) ,  Shao Yuyan (Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA, USA) ,  Hu Liangbing (Department of Materials Science and Engineering, University of Maryland, College Park, MD, USA)
資料名： Nature Energy  (Nature Energy)
巻： 7  号： 3  ページ： 281-289  発行年： 2022年 
JST資料番号： W4777A  ISSN： 2058-7546  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： ドイツ (DEU)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： Fe-N-C材料のような酸素還元反応のための高活性で耐久性のある白金族金属フリー触媒は,プロトン交換膜燃料電池のコストを下げるのに必要である。しかし,それらの耐久性は,H_2O_2によるO_2の不完全な還元から生成する,OHおよびHO_2・のような酸化ラジカルの攻撃によって損なわれる。ここでは,Ta-TiO_xナノ粒子添加物がラジカル除去によりFe-N-C触媒をそのような分解から保護することを示した。5nmのTa-TiO_xナノ粒子を高温パルス法を用いてKetjenblack基板上に均一に合成し,ルチルTaO_2相を形成した。Ta-TiO_xナノ粒子は,水性回転リングディスク電極試験において,0.7Vで51%のH_2O_2収率を抑制することを見出した。加速耐久性試験の後,スカベンジャーで調製した燃料電池は0.9V_iRフリー(内部抵抗補償電圧)で3%の電流密度減衰を示した。スカベンジャーのない燃料電池は33%の減衰を示した。このように,Ta-TiO_xの添加は,酸素還元反応触媒の耐久性を改善する活性防御戦略を提供する。Fe-N-C材料のような酸素還元のための低コスト触媒は,しばしば酸化ラジカル種の生成のため,燃料電池における貧弱な安定性に悩まされる。ここでは,Fe-N-C触媒の近傍にTa-TiO_x添加物を配置し,それらがラジカルを成功裏に捕捉し,耐久性を改善することを示した。Copyright The Author(s), under exclusive licence to Springer Nature Limited 2022 Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 高温 ,  酸化 ,  電圧 ,  *ラジカル ,  燃料電池 ,  *触媒 ,  ルチル ,  電流密度 ,  *スカベンジャー ,  固体高分子形燃料電池 ,  *ナノ粒子
準シソーラス用語： 内部抵抗 ,  回転ディスク電極 ,  *酸素還元 ,  *還元触媒 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： 燃料電池  (YB04040V) ,  電気化学反応  (CB07050F)

タイトルに関連する用語 (6件)： Fe ,  酸素還元 ,  触媒 ,  ラジカルスカベンジャー ,  Ta ,  ナノ粒子