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実触媒活性ドメインを3次元的に可視化するイメージングXAFSの開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K18288
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 触媒・資源化学プロセス
研究機関名古屋大学

研究代表者

松井 公佑  名古屋大学, 理学研究科, 助教 (90754309)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードPEFC / 酸素吸蔵材料 / イメージングXAFS / ナノXAFS / CT-XAFS / XAFS / CT / 可視化 / 固体高分子形燃料電池 / 酸化鉄 / 固体触媒 / 顕微分光 / X線イメージング / 走査型顕微XAFS / 鉄酸化物触媒 / 構造異方性
研究成果の概要

本研究では、2次元走査型顕微XAFS法 (Nano-XAFS法) や、3次元イメージング法であるコンピュータートモグラフィーと組み併せたCT-XAFS法を開発し、これらの計測法を実固体触媒材料のオペランド計測へ応用した。自動車排ガス浄化助触媒材料や固体高分子形燃料電池電極触媒膜における固体触媒材料の反応や劣化過程の2次元及び3次元可視化の観点より実用材料が抱える諸問題解決の糸口となる構造基盤情報を明らかにした。

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 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 8件、 招待講演 5件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] Universitat Innsbruck(Austria)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [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
      Makoto Hirose, Nozomu Ishiguro, Kei Shimomura, Nicolas Burdet, Hirosuke Matsui, Mizuki Tada, Yukio Takahashi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 130 号: 6 ページ: 1490-1495

    • DOI

      10.1002/ange.201710798

    • NAID

      120006473548

    • 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
  • [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] 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] Iron Exsolution Phenomena in Lanthanum Strontium Ferrite SOFC Anodes2017

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

      ECS Transactions

      巻: 78 号: 1 ページ: 1327-1341

    • DOI

      10.1149/07801.1327ecst

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際共著
  • [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] Imaging of Oxygen Diffusion in Individual Platinum/Ce2Zr2Ox Catalyst Particles During Oxygen Storage and Release2016

    • 著者名/発表者名
      H. Matsui, N. Ishiguro, K. Enomoto, O. Sekizawa, T. Uruga, and M. Tada
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 号: 39 ページ: 12022-12025

    • DOI

      10.1002/anie.201606046

    • NAID

      120005946580

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Kinetics and Mechanism of Redox Processes of Pt/C and Pt3Co/C Cathode Electrocatalysts in a Polymer Electrolyte Fuel Cell During an Accelerated Durability Test2016

    • 著者名/発表者名
      N. Ishiguro, S. Kityakarn, O. Sekizawa, T. Uruga, H. Matsui, M. Taguchi, K. Nagasawa, T. Yokoyama, M. Tada
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 120 号: 35 ページ: 19642-19651

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b04437

    • NAID

      120005946814

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 空間分解 XAFS による不均一系固体触媒のイメージング解析2016

    • 著者名/発表者名
      松井公佑, 唯美津木
    • 雑誌名

      Journal of the Vacuum Society of Japan

      巻: 59 号: 11 ページ: 307-314

    • DOI

      10.3131/jvsj2.59.307

    • NAID

      130005282118

    • ISSN
      1882-2398, 1882-4749
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [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] 結像型顕微XAFSによる樹状型FeOx粒子の酸化還元サイクルにおける酸化鉄相分布の可視化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] 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] 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] 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] 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 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] Visualization of Oxygen Diffusion in Ce2Zr2Ox Particles by Ptychographic-XAFS2018

    • 著者名/発表者名
      N. Ishiguro, M. Hirose, K. Shimomura, N. Burdet, H. Matsui, M. Tada, Y. Takahashi
    • 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] 走査型顕微XAFS法によるCe2Zr2Ox触媒粒子内の酸素拡散様式イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      松井公佑,石黒志,関澤央輝,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
      慶応大学日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] カソードガス交換・セル電圧の同期変化による固体高分子形燃料電池Pt/Cカソード電極触媒の構造速度論解明2017

    • 著者名/発表者名
      田口将寛,松井公佑,石黒志,関澤央輝,坂田智裕,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
      慶応大学日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間分解XAFS法による触媒材料の化学状態イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      松井公佑
    • 学会等名
      X線スペクトロスコピー利用研究会
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] "走査型顕微XAFS法によるCe2Zr2Ox粒子内の酸素拡散様式の可視化 "2017

    • 著者名/発表者名
      松井公佑,石黒志,関澤央輝,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] 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
  • [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
      N. Ishiguro, S. Kityakarn, O. Sekizawa, T. Uruga, H. Matsui, K. Nagasawa, 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] 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] 実固体触媒中の反応・劣化現象の 画像化計測技術の開発2017

    • 著者名/発表者名
      松井公佑
    • 学会等名
      第6回(2017年度) 研究開発奨励賞 研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] OperandoイメージングXAFS法の開発と実固体触媒材料の可視化2017

    • 著者名/発表者名
      松井公佑
    • 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
    • 招待講演
  • [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2017

    • 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] Visualization of Oxidation Diffusion Mode in Individual Pt/Ce2Zr2Ox Catalyst Particles under Redox Reactions by Scanning Nano-XAFS2016

    • 著者名/発表者名
      H. Matsui, M. Tada
    • 学会等名
      9th Singapore International Chemistry Conference
    • 発表場所
      National University of Singapore
    • 年月日
      2016-12-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In situ CT-XAFSによる 燃料電池Pt電極触媒の劣化過程観察2016

    • 著者名/発表者名
      松井公佑
    • 学会等名
      第8回 岩澤コンファレンス「サスイナブル社会のための最先端触媒化学・表面科学」
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-12-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] "Pt/Ce2Zr2Ox触媒粒子の酸素貯蔵・放出サイクルにおける酸素拡散様式のイメージング解析 "2016

    • 著者名/発表者名
      松井公佑,石黒志,榎本香里,関澤央輝,宇留賀朋哉,唯美津木
    • 学会等名
      第19回XAFS討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-09-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] Catalysts and Catalysis2017

    • 著者名/発表者名
      石黒志・松井公佑・唯美津木
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      触媒学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] XAFS Techniques for Catalysts, Nanomaterials, and Surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      M. Tada, H. Matsui
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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