2018 Fiscal Year Research-status Report
遷移金属酸化物上における酸素還元反応サイトおよび活性支配因子の特定
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18K14328
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
才田 隆広 名城大学, 理工学部, 准教授 (90710905)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 非白金系触媒 / 燃料電池 / 酸化物 / ナノシート / カソード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，酸化物上での酸素還元反応に対する活性支配要因を特定するために酸化物ナノシートを用いたモデル電極にて検討を行っている。今年度では，酸化チタンナノシートおよび酸化ルテニウムナノシート，酸化モリブデンナノシートを用いたモデル電極を作製し，その酸素還元活性を評価した。
酸化チタンナノシートにおいては，還元処理前後における結晶構造をin-plane XRDにて確認し，その形状をAFMにより確認した。その結果，還元処理後の酸化チタンナノシートにおいてもシート状の形状は維持していたが，その結晶性は著しく低下していた。In-plane XRDの結果より，シート面内配向に由来する(220)回折ピークが，還元処理により僅かにシフトしていた。このため，還元処理により酸化チタンナノシートの結晶構造が僅かに歪んでいることが示唆された。酸素還元反応活性は，還元処理を行うことで向上したため，結晶構造の歪みが酸化物上における酸素還元活性に影響を与えていると思われる。
酸化ルテニウムナノシートでは，結晶構造が異なる二種類のナノシートについて調査を行った。その結果，結晶構造の違いが酸素還元活性に対して大きな影響を与えないことが見出された。また，酸化ルテニウムナノシートの酸素還元能は，酸化チタンナノシートよりも高いことも確認した。ここで，酸化モリブデンナノシートの酸素還元活性が酸化チタンナノシートと同程度であった。このため，酸素還元活性は，元素種に強く依存すると考えられる。
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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
概ね計画通りに進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
酸化ニオブナノシートにてモデル電極を作製し，酸素還元活性を評価する。また，酸化チタンナノシート，酸化モリブデンナノシートおよび酸化ニオブナノシートに関しては，還元処理を行い，酸素欠損サイトの導入を行う。また，還元前後の結晶構造や局所配位構造は，放射光を利用したXRDやXAFS法により決定する。
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| Causes of Carryover |
酸化物ナノシートを用いたモデル電極の作製が予定よりもスムーズに進み，使用する集電体が当初の予定額よりも少なく済んだため，次年度使用額が生じた。今年度は，主に放射光施設の使用量や酸化物ナノシート合成用試薬，評価時に使用する恒温槽の購入費，成果報告を行うための旅費などに使用する。
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