2013 Fiscal Year Annual Research Report
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24651131
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
中村 将志 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70348811)
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| Keywords | 表面合金 / 電極反応 |
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| Research Abstract |
燃料電池など多くの電極触媒には貴金属が使用されている。資源量やコストの問題から触媒使用量を削減する必要があり，さまざまな研究が進んでいる。触媒の活性は，物質の電子状態や表面構造に大きく依存する。異種金属との合金触媒は，電子状態を変化させ単体にはない活性が出現することがあり，電極触媒として期待されている。しかし，バルク合金の場合，表面原子の元素組成や構造を制御することが困難である。このため表面構造の効果を期待できない。そこで本研究では，Pt表面にPtSn表面合金層を形成させ，燃料電池反応に活性な新規合金層を構築した。
走査型トンネル顕微鏡および表面X線回折法により表面構造を測定したところ，超高真空中では報告例のない新規な表面構造であることが分った。エタノール酸化反応を測定したところ，Pt単体より２倍以上高活性であることが分った。Snは酸性溶液下で溶解しやすいが，PtSn表面合金の場合では1000回以上の電位サイクルにも溶解することなく安定に存在することが判明した。
また，酸素還元反応を活性化するPtNi表面合金の作成および活性評価を行なった。Ni表面上に4層程度のPtを修飾すると，Pt単体より飛躍的に高活性化する。しかし，耐久性評価をしたところPt溶解に伴い活性劣化が見られた。そこで，さらなる元素を追加したところ劣化を抑制することに成功した。
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