グリーンエナジーデバイス
液中プラズマ法によるナノグラフェンの制御合成とその燃料電池応用に関する研究
背景
現在地球上を走る自動車は約7億4000万台といわれており、ガソリンや軽油を燃料とする自動車は、地球温暖化の原因である二酸化炭素（CO2）を排出しながら走行しています。
エネルギー消費による二酸化炭素の排出量のうち、自動車が排出した割合は17%といわれております。
そのため、自動車の二酸化炭素排出量を減らすことは地球環境を守るための急務となっています。
そこで固体高分子形燃料電池を使用した燃料電池自動車の開発が進められています。
固体高分子形燃料電池は炭素電極とその間の高分子電解質膜で構成されています。
電池反応を促進するために炭素電極に白金触媒を担持するのですが、白金は地球上の埋蔵量が少なく、値段も高いため問題となっています。
そのため高効率化、低コスト化を実現するためには、担持される炭素材料（担体）の表面積が大きく、白金の有効表面積が大きいことが望まれます。
そこで我々の研究グループは、低コストで合成でき比表面積が大きく化学安定性の高いナノグラフェンを提案します。
アプローチ
我々の研究室ではナノグラフェンを液中プラズマ法によって合成しています。
液中プラズマ法は常温常圧で合成できるため、従来の方法と比較して低コストで合成することができます。本研究室では合成原料であるアルコールの種類を変えてナノグラフェンを合成しています。合成原料を変えることによって合成速度やナノグラフェンの結晶性が変わってきます。
合成したナノグラフェンに塩化白金酸を還元させることによって白金を担持させます。本研究室では白金担持ナノグラフェンの燃料電池応用に向けた評価を行っている。
実験装置図
図1．実験装置図