• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

In situ結像顕微CT-XAFS法によるFeOx触媒粒子の化学状態可視化

研究課題

研究課題/領域番号 16K17863
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物理化学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

石黒 志  国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, 特別研究員 (20752455)

研究協力者 唯 美津木  名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 教授
松井 公佑  名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 助教
宇留賀 朋哉  高輝度光科学研究センター, 副部門長
高橋 幸生  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授
関沢 央輝  高輝度光科学研究センター, 研究員
新田 清文  高輝度光科学研究センター, 研究員
鈴木 陽也  名古屋大学, 大学院理学研究科, 大学院生
広瀬 真  大阪大学, 大学院工学系究科, 大学院生
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード固体触媒 / 結像顕微XAFS / タイコグラフィーXAFS / 化学状態可視化 / 結像顕微XAFS法 / タイコグラフィーXAFS法 / 化学状態イメージング / 樹状型酸化鉄 / in situ構造解析 / 触媒化学 / 結像顕微CT-XAFS / 構造・化学状態可視化 / 鉄酸化物触媒
研究成果の概要

固体触媒粒子内形状・構造の不均一性が触媒作用に及ぼす要因を明らかにするために、固体触媒粒子の空間分解イメージングXAFS 法による化学状態分布の可視化を次の(1),(2)の2項目について行った。
(1)結像顕微XAFS法により樹状型FeOx及びFeCrOx粒子内のFe化学状態の可視化を行い、得られた空間分解XANESスペクトルからα-Fe2O3/γ-Fe2O3/Fe3O4の相比率の空間分布を算出し、各粒子の反応相変化傾向を検討した。
(2)タイコグラフィーXAFS法によりセリアージルコニア酸化物固溶体粒子内の化学状態の空間分布を検討し、そこから粒子内に潜む異なる酸素拡散モードを可視化した。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 13件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Visualization of Heterogeneous Oxygen Storage Behavior in Platinum-Supported Cerium-Zirconium Oxide Three-Way Catalyst Particles by Hard X-ray Spectro-Ptychography2018

    • 著者名/発表者名
      Hirose Makoto、Ishiguro Nozomu、Shimomura Kei、Burdet Nicolas、Matsui Hirosuke、Tada Mizuki、Takahashi Yukio
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 号: 6 ページ: 1474-1479

    • DOI

      10.1002/anie.201710798

    • NAID

      120006473548

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural investigations of La0.6Sr0.4FeO3-δ under reducing conditions: kinetic and thermodynamic limitations for phase transformations and iron exsolution phenomena2018

    • 著者名/発表者名
      Gotsch Thomas、Schlicker Lukas、Bekheet Maged F.、Doran Andrew、Grunbacher Matthias、Praty Corsin、Tada Mizuki、Matsui Hirosuke、Ishiguro Nozomu、Gurlo Aleksander、Klotzer Bernhard、Penner Simon
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 8 号: 6 ページ: 3120-3131

    • DOI

      10.1039/c7ra12309d

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural Kinetics of Cathode Events on Polymer Electrolyte Fuel Cell Catalysts Studied by Operando Time-Resolved XAFS2018

    • 著者名/発表者名
      Ishiguro Nozomu、Tada Mizuki
    • 雑誌名

      Catalysis Letters

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1597-1609

    • DOI

      10.1007/s10562-018-2383-7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Operando 3D Visualization of Migration and Degradation of a Platinum Cathode Catalyst in a Polymer Electrolyte Fuel Cell2017

    • 著者名/発表者名
      Matsui Hirosuke、Ishiguro Nozomu、Uruga Tomoya、Sekizawa Oki、Higashi Kotaro、Maejima Naoyuki、Tada Mizuki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 56 号: 32 ページ: 9371-9375

    • DOI

      10.1002/anie.201703940

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-situ X-ray nano-CT System for Polymer Electrolyte Fuel Cells under Operating Conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Sekizawa O、Uruga T、Ishiguro N、Matsui H、Higashi K、Sakata T、Iwasawa Y、Tada M
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 849 ページ: 012022-012022

    • DOI

      10.1088/1742-6596/849/1/012022

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size Regulation and Stability Enhancement of Pt Nanoparticle Catalyst via Polypyrrole Functionalization of Carbon-Nanotube-Supported Pt Tetranuclear Complex2017

    • 著者名/発表者名
      S. Muratsugu, S. Miyamoto, K. Sakamoto, K. Ichihashi, C. K. Kim, N. Ishiguro, and M. Tada
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 33 号: 39 ページ: 10271-10282

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.7b02114

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 走査型顕微XAFS法を用いた固体粒子のイメージング2017

    • 著者名/発表者名
      石黒志、松井公佑、唯美津木
    • 雑誌名

      触媒

      巻: 59(2) ページ: 69-75

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 結像顕微XAFSによる樹状型FeOx粒子の酸化還元サイクルおけるFe化学状態の可視化2018

    • 著者名/発表者名
      石黒 志, 松井 公佑, 鈴木 陽也, 関澤 央輝, 新田 清文, 寺田 靖子, 宇留賀 朋哉, 唯 美津木
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] タイコグラフィXAFSによるCe2Zr2Ox粒子内の酸素拡散分布の可視化2018

    • 著者名/発表者名
      石黒 志, 広瀬 真, 下村 啓, Nicolas BURDET, 松井公佑, 高橋幸生, 唯美津木
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Visualization of Ce Chemical States and Oxygen Diffusion in Ceria-Zirconia Particles by X-ray Spectro-Ptychography2018

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Ishiguro, Makoto Hirose, Kei Shimomura, Nicolas Burdet, Hirosuke Matsui, Yukio Takahashi, Mizuki Tada
    • 学会等名
      18th International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysts (ISHHC18)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] XAFS Imaging of Ce2Zr2Ox Exhausting Catalyst Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Ishiguro, Makoto Hirose, Hirosuke Matsui, Mizuki Tada
    • 学会等名
      International Symposium on Advancement and Prospect of Catalysis Science & Technology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nanoscale Chemical Imaging of Three-Way Catalyst Pt/Ce2Zr2Ox Particles by Ptychographic-XAFS2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hirose, Nozomu Ishiguro, Kei Shimomura, Hirosuke Matsui, Mizuki Tada, Yukio Takahashi
    • 学会等名
      The 14th International Conference on X-ray Microscopy (XRM2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] オペランドCT-XAFS法による固体高分子形燃料電池の触媒劣化・溶出様式の3次元可視化2018

    • 著者名/発表者名
      松井公佑、石黒志、宇留賀朋哉、関澤央輝、唯美津木
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] オペランド時間分解XAFS法によるPEFC実発電下におけるPtカソード触媒の酸化反応の速度論解析2018

    • 著者名/発表者名
      小澤沙記、松井公佑、石黒志、宇留賀朋哉、関澤央輝、坂田智裕、東晃太朗、唯美津木
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 3D-multiple elemental visualization of PEFC Pt3Co/C cathode catalyst during accelerated degradation test2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Tan, H. Matsui, N. Ishiguro, T. Uruga, O. Sekizawa, N. Maejima, Mizuki Tada
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] EXAFS-CT法による燃料電池触媒のその場局所構造観察2018

    • 著者名/発表者名
      前島尚行、松井公佑、石黒志、Tan YuanYuan、小澤沙記、坂田智裕、東晃太朗、関澤央輝、宇留賀朋哉、唯 美津木
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 硬X線スペクトロタイコグラフィによる酸素吸蔵・放出材料の三次元価数識別イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      広瀬真、石黒志、下村啓、松井公佑、唯美津木、高橋幸生
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Visualization of anisotropic crystalline phase variations inside Cr-supported FeOx dendrite crystals for oxygen storage process2018

    • 著者名/発表者名
      H. Matsui, Y. Suzuki, N. Ishiguro, M. Tada
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] カソードのガス交換と電位操作によるPEFC Pt/C, Pt3Co/Cカソード触媒の酸化過程の構造速度論解析2018

    • 著者名/発表者名
      小澤沙記、松井公佑、田口将寛、石黒志、宇留賀朋哉、関澤央輝、坂田智裕、東晃太朗、唯美津木
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Rh, Crを担持したミクロンサイズのセリア結晶粒子の合成とレドックス特性2018

    • 著者名/発表者名
      若松昂平、松井公佑、石黒志、邨次智、唯美津木
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Operando 3D-visualization of local chemical composition in PEFC Pt3Co/C cathode catalyst during accelerated degradation test2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Tan, H. Matsui, N. Ishiguro, N. Maejima, T. Uruga, O. Sekizawa, M. Tada
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 3D-visualization of distribution and redox property of a PEFC Pt/C cathode catalyst during degradation process by imaging XAFS2018

    • 著者名/発表者名
      N. Maejima, H. Matsui, N. Ishiguro, Y. Tan, T. Uruga, T. Sakata, K. Higashi, O. Sekizawa, M. Tada
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Operando Observation of Reaction Distribution in a Composite Positive Electrode for All-Solid-State Lithium-Ion Batteries by Using CT-XAFS2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kimura, M. Fakkao, T. Nakamura, T. Okumura, O. Sekizawa, K. Nitta, N. Ishiguro, T. Uruga, M. Tada, Y. Uchimoto, K. Amezawa
    • 学会等名
      第16回アジア固体イオニクス会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CT-XAFSを用いたバルク型全固体リチウムイオン電池用合剤電極内の反応分布のオペランド評価2018

    • 著者名/発表者名
      木村 勇太,Fakkao Mahunnop,中村 崇司,石黒 志,関澤 央輝,新田 清文,宇留賀 朋哉,奥村 豊旗,唯 美津木,内本 喜晴,雨澤 浩史
    • 学会等名
      電気化学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 結像顕微XAFS法による樹状型FeOx粒子の化学状態イメージングの検討2017

    • 著者名/発表者名
      石黒 志・松井公佑・鈴木陽也・関澤 央輝・新田清文・寺田靖子・宇留 賀 朋哉・唯 美津木
    • 学会等名
      第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      神戸芸術センター
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural Kinetics Study of Redox Processes of Pt/C and Pt3Co/C Cathode Electrocatalysts in a Polymer Electrolyte Fuel Cell during an Accelerated Durability Test by In Situ Time-Resolved XAFS2017

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Ishiguro, Sutasinee Kityakarn, Oki Sekizawa, Tomoya Uruga, Hirosuke Matsui, Kensaku Nagasawa, Toshihiko Yokoyama, Mizuki Tada
    • 学会等名
      253rd ACS National Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ADT Processes of Pt/C and Pt3Co/C PEFC Cathode Electrocatalysts Studied by Operando Time-resolved Quick-XAFS2017

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Ishiguro, Sutasinee Kityakarn, Oki Sekizawa, Tomoya Uruga, Hirosuke Matsui, Kensaku Nagasawa, Toshihiko Yokoyama, Mizuki Tada
    • 学会等名
      International Symposium on Novel Energy Nanomaterials, Catalysts and Surfaces for Future Earth
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In situ Time-resolved XAFS Study for ADT Processes of Pt/C and Pt3Co/C PEFC Cathode Electrocatalysts2017

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Ishiguro, Sutasinee Kityakarn, Oki Sekizawa, Tomoya Uruga, Hirosuke Matsui, Kensaku Nagasawa, Toshihiko Yokoyama, Mizuki Tada
    • 学会等名
      第16回日韓触媒シンポジウム及び第3回北海道大学触媒科学研究所国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oxidation of Pt and Pt3Co electrocatalysts at PEFC cathode studied by operando time-resolved QXAFS2017

    • 著者名/発表者名
      H. Matsui, S. Ozawa, N. Ishiguro, O. Sekizawa, T. Uruga, M. Tada
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D-visualization of PEFC Pt cathode catalyst in MEA during ADT cycles by operando CT-XANES technique2017

    • 著者名/発表者名
      H. Matsui, N. Ishiguro, T. Uruga, O. Sekizawa, M. Tada
    • 学会等名
      International Symposium on Novel Energy Nanomaterials, Catalysts and Surfaces for Future Earth
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of Heterogeneity of Solid Catalysts2017

    • 著者名/発表者名
      M. Tada, H. Matsui, N. Ishiguro
    • 学会等名
      International Symposium on Novel Energy Nanomaterials, Catalysts and Surfaces for Future Earth
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nanoscale Chemical Imaging of Oxygen Storage and Release Particles by Hard X-ray Spectro-Ptychography2017

    • 著者名/発表者名
      M. Hirose, N. Ishiguro, K. Shimomura, N. Burdet, H. Matsui, M. Tada, Y. Takahashi
    • 学会等名
      International Symposium on Novel Energy Nanomaterials, Catalysts and Surfaces for Future Earth
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kinetics and reaction mechanism of oxidation processes on Pt/C and Pt3Co/C cathode catalysts studied by operando time-resolved QXAFS2017

    • 著者名/発表者名
      S. Ozawa, H. Matsui, N. Ishiguro, T. Uruga, O. Sekizawa, T. Sakata, K. Higashi, Mizuki Tada
    • 学会等名
      International Symposium on Novel Energy Nanomaterials, Catalysts and Surfaces for Future Earth
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D-Visualization of Pt and Co Segregations in Pt3Co Cathode Catalyst Layer by Operando XAFS-CT Imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Tan, H. Matsui, N. Ishiguro, N. Maejima, T. Uruga, O. Sekizawa, M. Tada
    • 学会等名
      International Symposium on Novel Energy Nanomaterials, Catalysts and Surfaces for Future Earth
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] オペランド 3 次元イメージング XAFS を用いたバルク型全固体リチウムイオン電池用合材電極内の反応分布評価2017

    • 著者名/発表者名
      木村勇太、Mahunnop Fakkao、大崎静夏、高野彬、 中村崇司、伊奈稔哲、石黒志、関澤央輝、宇留賀朋哉、 奥村豊旗、唯美津木、内本喜晴
    • 学会等名
      第43回固体イオニクス討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Operando 3-dimensional imaging XAFS of composite electrode for all-solid-state lithium-ion batteries2017

    • 著者名/発表者名
      Mahunnop Fakkao, Akira Takano, Yuta Kimura, Takashi Nakamura, Toyoki Okumura, Toshiaki Ina, Nozomu Ishiguro, Tomoya Uraga, Mizuki Tada, Yoshiharu Uchimoto, Koji Amezawa
    • 学会等名
      第58回電池討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 結像顕微XAFS法による樹状型FeOx結晶粒子の化学状態イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      石黒 志・松井公佑・鈴木陽也・関澤 央輝・新田清文・寺田靖子・宇留 賀 朋哉・唯 美津木
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] タイコグラフィ-X線吸収微細構造法の開発 -酸素吸蔵・放出材料の酸素拡散分布を可視化-

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2018/20180112_2/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi