2021 Fiscal Year Annual Research Report
非平衡プロセスによる新規多元金属ナノ構造体の作製と高活性電極触媒開発
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18H03927
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
鳥本 司 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60271029)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
亀山 達矢 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (40646759)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 合金ナノ粒子 / イオン液体 / 金属スパッタリング / 電極触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
燃料電池開発のための新たな水素キャリアとして、水素よりも高エネルギー密度であり無毒な物質として尿素が注目されている。私たちは昨年度までに、イオン液体/金属スパッタリング法を用いて2種類の金属をイオン液体に同時スパッタ蒸着することでNiAu複合ナノ粒子を作製し、尿素酸化に対してNiナノ粒子よりも高い電極触媒活性を示すことを報告した。一方で最近、Agナノ粒子が尿素酸化反応に対して高い活性を示すことが報告された(J. Electrochem. Soc., 165, B3006-B3016 (2018))。そこで本年度は、AgをNiAu複合粒子にドープすることで三元系Ni-Au-Ag複合ナノ粒子を作製し、尿素酸化活性をより高活性化することを目指した。
イオン液体に対して、Ni-Au-Ag交互配列ターゲットをスパッタリングすることで三元NiAuAg複合ナノ粒子を作製した。得られたナノ粒子をカーボンブラック(CB)粉末に担持してNiAuAgナノ粒子担持CB触媒(NiAuAg/CB)を得た。この粒子の触媒活性は、0.1 M 尿素を含む0.1 M NaOH水溶液中で測定した。CB粒子表面には、粒径5.5 nmの球状NiAuAg複合ナノ粒子が密に担持されていた。交互配列ターゲット中の各金属面積比を変化させることで、三元ナノ粒子の組成を変調させた。Au/Ag比を約4～5に固定したNiAuAg/CB触媒の尿素酸化電流密度（Ni量で規格化）は、NiAuAgナノ粒子のNi組成によって大きく変化した。尿素酸化反応に対する電極触媒活性は、Ni含有量量の多いNiAuAg 粒子において純Ni粒子よりも大きなものとなった。これらのことから、イオン液体/金属スパッタリング法によって各金属元素が複合化されたNiAuAgナノ粒子が作製でき、ナノ粒子組成によって尿素酸化に対する電極触媒活性が制御できること分かった。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Photoluminescence Properties of Quinary Ag-(In,Ga)-(S,Se) Quantum Dots with a Gradient Alloy Structure for in vivo Bioimaging2021
Author(s)
Nurmanita Rismaningsih, Hiroki Yamauchi, Tatsuya Kameyama, Takahisa Yamamoto, Saho Morita, Hiroshi Yukawa, Taro Uematsu, Yoshinobu Baba, Susumu Kuwabata and Tsukasa Torimoto
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Journal Title
J. Mater. Chem. C
Volume: 9
Pages: 12791-12801
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Optical Trapping of Nanocrystals at Oil/Water Interfaces: Implications for Photocatalysis2021
Author(s)
Yasuyuki Tsuboi, Shota Naka, Daiki Yamanishi, Tatsuya Nagai, Ken-ichi Yuyama, Tatsuya Shoji, Bunsho Ohtani, Mamoru Tamura, Takuya Iida, Tatsuya Kameyama, and Tsukasa Torimoto
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Journal Title
ACS Appl. Nano Mater.
Volume: 4
Pages: 11743-11752
DOI
Peer Reviewed
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