2019 Fiscal Year Annual Research Report
構造制御されたPtNiナノクラスターの合成と燃料電池電極触媒への展開
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19F19035
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
唯 美津木 名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 教授 (70396810)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
WAN XIAN-KAI 名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | 酸素還元反応 / 電極触媒 / 白金 / マイクロポーラス材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多孔性シリカをテンプレートとして合成したマイクロポーラスカーボン材料の細孔を利用して、耐久性に優れた新規Pt系合金ナノ粒子電極触媒を合成し、酸素還元反応特性を評価することを目的とした。2019年度は、多孔性シリカ球体をテンプレートとして利用し、マイクロポーラスカーボン材料を合成した。Ptと遷移金属種の前駆体を有機アミン系配位子の共存下でマイクロポーラスカーボンに含浸し、担持、還元処理を行う方法を検討した。Pt, Co, Ni等の担持、ナノ粒子化を検討したところ、Pt-Niの系においては、dpa配位子の共存下で、粒径のそろったナノ粒子がマイクロポーラスカーボン細孔内に形成できることを見出した。
Pt担持量、Pt/Ni比、dpa配位子の有無、添加量を変えた試料を系統的に調製し、BET, XRD, XRF, XPS, TEM, SEMによる構造解析を行い、各試料におけるPtナノ粒子径、PtとNiの合金度を評価した。
また、調製した触媒を回転ディスク電極を用いて電気化学特性の評価を行い、酸素還元反応活性、電気化学活性比表面積を算出し、酸素還元反応活性が最大となるPt/Ni比を見出した。
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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
コロナ対応のため、2か月ほど研究室内での実験が制限されたが、文献調査や構造解析データの解析などで対応した。繰越金を執行した時点で、予定していた研究を進捗させることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の成果を基に、微小Pt-Niナノクラスターの形成に必要なアミン系配位子の役割を明らかにする。また、電気化学特性の評価を進め、マイクロポーラスカーボンに担持したPt-Ni電極触媒の酸素還元反応活性を評価する。
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Research Products
(2 results)
