2016 Fiscal Year Annual Research Report
歪み多重双晶粒子を反応場とする白金サブナノクラスター触媒の創製
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16H05966
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
吉田 健太 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10581118)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | クラスター / 触媒 / 電子顕微鏡 / アトムプローブ / ナノ構造制御 / 燃料電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸化物担体上の多重双晶粒子表面に、白金サブナノクラスターを電析するための電気化学合成・分析装置を導入した。これまでに、Au-MTPが安定する-0.6 ～-0.1V（標準水素電極基準）電位制御範囲によって、白金クラスターを生成することを見出し、透過電子顕微鏡を用いた構造解析およびサイクリックボルタンメトリーを用いた活性表面積の評価を行った。
また、イオン液体の炭化に必要な熱処理温度を決定するために、電子顕微鏡内での白金クラスター/イオン液体のその場加熱実験を行い、原子レベルでのクラスタリングを動的に捉えることに成功した。この成果は、平成29年度に論文投稿を行う。
本年度は、アルミ酸化物担体表面上の銀クラスターの活性主量の評価法を確立し、学術論文(Top Catal.,59(19), (2016), 1740-1747)として報告した。そして、本研究課題が着目する結晶格子のひずみの定量について、ウィークビーム走査透過電子顕微鏡法という選択的な回折電子のイメージング法を確立し、学術論文(Microscopy, 66(2), (2017), 120-130)として報告した。この結果は、専門誌において新しい格子ひずみの可視化法として評価され、表紙を飾った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題で提案した新規サブナノクラスター触媒の合成法および評価法の確立において、計画通りの進捗があった。独創的なアイデアに基づく電気化学合成・分析装置と球面収差補正電子顕微鏡による格子ひずみ定量装置が組み上がったことにより、具体的な合成条件の最適化を目指す次年度以降も確実なアウトプットが期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
アトムプローブ計測では、酸化物担体の電気的および機械的な特性により、全計測イオン数が大きく影響されることがわかってきた。本年度は、その高い結晶性からSTOおよびNbドープSTOを用いて計測条件の最適化を図ってきたが、革新的な計測法の改善は見出されなかった。H29年度は、当初計画の計測対象を酸化チタンに固定して、安定に測定にできる100000個前後のイオン数（表面から10nm程度に対応）に着目して、組成ゆらぎの計測を推進する。
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[Journal Article] Reassessment of oxidation-induced amorphization and dissolution of Nb precipitates in Zr-Nb nuclear fuel cladding tubes.2017
Author(s)
Y. Matsukawa, S. Kitayama, K. Murakami, Y. Shinohara, K. Yoshida, H. Maeno, H.L. Yang, T. Toyama, K. Yasuda, H. Watanabe, A. Kimura, H. Muta, S. Yamanaka, Y.F. Li, Y. Satoh, S. Kano
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Journal Title
Acta Materialia
Volume: 127
Pages: 153-164
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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