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高機能電極触媒に向けたメソポーラスPt系合金の階層的構造設計

Research Project

Project/Area Number 09F09611
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Inorganic materials/Physical properties
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

山内 悠輔  独立行政法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 独立研究者

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) WANG L.  (独)物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 外国人特別研究員
WANG Liang  (独)物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2011: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2010: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2009: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Keywords白金 / パラジウム / 触媒電極 / ナノ多孔体 / コアシェル型粒子 / メソポーラス材料 / メソポーラス白金 / 電極触媒 / ナノ多孔化 / メソ多孔体 / 金属ナノ構造
Research Abstract

触媒として高い活性を持つことが知られている白金(Pt)は,現在まで電池などの電極や工業触媒(自動車の場合は排気ガスの浄化触媒)として広く用いられている。白金の表面積を大きくすると,露出している白金の表面積が増加するため,触媒としての機能が活性化することが期待できる.ナノ構造化することで,通常の粉宋よりも大幅に表面積を広くすることが可能になる.
分子集合体上での金属析出プロセスにも着目し,細孔壁の組成を金属化することにも成功している.これらのメソポーラス金属は,骨格が金属のみから形成し電気伝導性の高い多孔体であり,従来の無機酸化物系メソポーラス物質とは異なる電気化学分野への応用が期待される.具体的には,高い表面積を持つ反応触媒担体電極,二次電池用電極や化学センサー等の電気化学系デバイスや金属触媒等への幅広い応用が期待される.複数の金属イオンを溶存させることで,様々な組成へと展開できることを示してきている.多くの界面活性剤や金属塩を組み合わせることで,これまで不可能であったメソ構造や細孔径の精密な調節も可能となってきた.特に,メソポーラスPtやPt系合金は,次世代のDMFC(メタノール直接型燃料電池)の電極材料として最適であり,電極の多孔質化は,反応面積の増大ばかりでなく,電極中における物質の拡散性が向上し,より高い反応効率を達成することができる.少ないPtの使用量で,最大の活性を生み出す,まさにレアメタルの低減技術であり,資源のない日本にとって重要である.従来の白金黒や白金担持カーボンよりも高い表面積を有しており,それらと比較してメタノール酸化能も数十倍活性がある.コアに金やパラジウムの金属を用いることで,さらに熱的安定性やメタノール酸化反応における活性が大幅に向上している.

Report

(3 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2012 2010 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results)

  • [Journal Article] Rapid Synthesis of Biocompatible Gold Nanoflowers with Tailored Surface Textures with Assistance of Amino Acid Molecules2012

    • Author(s)
      Liang Wang, Chia-Hung Liu, Yoshihiro Nemoto, Naoki Fukata, Kevin C.-W.Wu, Yusuke Yamauchi
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: (印刷中) Issue: 11 Pages: 4608-4608

    • DOI

      10.1039/c2ra20348k

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of Mesoporous Pt Films with Tunable Pore Sizes from Aqueous Surfactant Solutions2012

    • Author(s)
      Hongjing Wang, Liang Wang, Takaaki Sato, Yasuhiro Sakamoto, Yusuke Yamauchi
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: (印刷中) Issue: 9 Pages: 1591-1598

    • DOI

      10.1021/cm300054b

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Controlled Aqueous Solution Synthesis of Platinum-Palladium Alloy Nanodendrites with Various Compositions Using Amphiphilic Triblock Copolymers2010

    • Author(s)
      Liang Wang, Yusuke Yamauchi
    • Journal Title

      Chemistry-An Asian Journal

      Volume: 5 Pages: 2493-2498

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of Bimetallic Au@Pt Nanoparticles with Au Core and Nanostructured Pt Shell toward Highly Active Electrocatalysts2010

    • Author(s)
      Hamed Ataee-Esfahani, Liang Wang, Yoshihiro Nemoto, Yusuke Yamauchi
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 22 Pages: 6310-6318

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Auto-Programmed Synthesis of Triple-Layered Au@Pd@Pt Core-Shell Nanoparticles Consistng of Au@Pd Bimetallic Core and Nanoporous Pt Shell2010

    • Author(s)
      Liang Wang, Yusuke Yamauchi
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 132 Pages: 13636-13638

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Block Copolymer Assisted Synthesis of Bimetallic Colloids with Au Core and Nanodendritic Pt Shell

    • Author(s)
      Hamed Ataee-Esfahani, Liang Wang^*, Yusuke Yamauchi^*
    • Journal Title

      Chemical Communications (in press)

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microwave-Assisted Rapid Synthesis of Platinum Nanoclusters with High Surface Area

    • Author(s)
      Hongjing Wang, Liang Wang^*, Yoshihiro Nemoto, Norihiro Suzuki, Yusuke Yamauchi^*
    • Journal Title

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology (in press)

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rapid and Efficient Synthesis of Platinum Nanodendrites with High Surface Area by Chemical Reduction with Formic Acid

    • Author(s)
      Liang Wang, Hongjing Wang, Yoshihiro Nemoto, Yusuke Yamauchi^*
    • Journal Title

      Chemistry of Materials (in press)

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed

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Published: 2009-04-01   Modified: 2024-03-26  

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