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Disordered-ordered structure transition in co-sputtered solid solution nanoparticles and its impact on catalytic properties

研究課題

研究課題/領域番号 22K04852
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分28010:ナノ構造化学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

グエン タンマイ  北海道大学, 工学研究院, 助教 (00730649)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードsolid solution alloy / bimetallic oxide / oxygen reduction / oxygen evolution / in-situ heating / ordered structure / Heating STEM / intermetallics / nanoparticles / AgPt / structure transition / ORR / Pt alloy / co-sputter deposition
研究開始時の研究の概要

Disordered to ordered structure changes in alloy nanoparticles substantially influence catalytic performance. This study sheds light on such fine structure transition depending on temperature, particle size, metal composition, and surface chemical state, and how it impacts the catalytic activity.

研究実績の概要

Slightly Pt rich-AgPt solid solution alloy nanoparticles were produced via co-sputter deposition. The preparation for study of temperature dependent structure changes via in-situ scanning transmission electron microscope (STEM) heating has been carried out. The structure transformation of the sputtered nanoparticles from solid solution alloy to L11 ordered structure was successfully observed with in-situ STEM, depending on the temperature. In addition, alloy nanoparticles of different compositions and sizes were prepared for study the structure changes under in-situ heating to different temperatures. Besides, bimetallic alloy oxide nanoparticles and spinel oxides of Fe-Co-Ni metal group were synthesized with enhanced catalytic properties for use in rechargeable metal air batteries.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

The research progressed as planed and another research branch was also developed regarding synthesis of bi-, tri-metallic oxides as electrocatalysts for the oxygen redox reactions.

今後の研究の推進方策

The temperature for ordered structure formation for different compositions of the solid solution alloy nanoparticles will be examined with in situ heating STEM and the underlying mechanism will be investigated.

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Vidyasirimedhi Institute/of Science and Technology/VISTEC(タイ)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Detailed discussion on the structure of alloy nanoparticles synthesized magnetron sputter deposition onto liquid poly(ethylene glycol)2024

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Mai Thanh、Pattanasattayavong Pichaya、Yonezawa Tetsu
    • 雑誌名

      Nanoscale Advances

      巻: 6 号: 7 ページ: 1822-1836

    • DOI

      10.1039/d3na00998j

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Noble-Metal Free Zinc-Air Battery Catalysts2023

    • 著者名/発表者名
      Sim Wei Jian、Nguyen Mai Thanh、Yonezawa Tetsu
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 64 号: 10 ページ: 2394-2399

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MH2022008

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2023-10-01
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Co-sputtered CuPt/Ag alloy nanoparticles and comparative catalytic performance of mono-, bi-, and tri-metallic nanoparticles in the oxygen reduction reaction2022

    • 著者名/発表者名
      Zhu Mingbei、Nguyen Mai Thanh、Sim Wei Jian、Yonezawa Tetsu
    • 雑誌名

      Materials Advances

      巻: 3 号: 24 ページ: 8967-8976

    • DOI

      10.1039/d2ma00688j

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Solid Solution Alloy Nanoparticles2023

    • 著者名/発表者名
      Mai Thanh Nguyen and Tetsu Yonezawa
    • 学会等名
      Webinar Series on Nanotechnology (Nanohubs Phillipine) (2023.4.28, online)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Metal and alloy nanoparticles synthesized by sputter deposition2023

    • 著者名/発表者名
      Mai Thanh Nguyen
    • 学会等名
      2023 International Conference on Advanced Nano-Micro Materials (ICNM2 2023), 2023.5.15-16 Hokkaido University
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Reduced Graphene Oxide-Supported Multimetallic Transition Metal Oxide Bifunctional Electrocatalysts for Zinc-Air Batteries2023

    • 著者名/発表者名
      Wei Jian Sim, Mai Thanh Nguyen, Tetsu Yonezawa
    • 学会等名
      2023 International Conference on Advanced Nano-Micro Materials (ICNM2 2023), 2023.5.15-16 Hokkaido University
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Bimetal oxide catalysts for rechargeable zinc air batteries2023

    • 著者名/発表者名
      Mai Thanh Nguyen
    • 学会等名
      Hokkaido University-NTHU Bilateral Symposium 2023 (2023.7.25, Hokkaido University)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Thermal Reduction of Graphene Oxide for the Activation of Fe/Co Oxide Electrocatalysts for Zinc-Air Batteries2023

    • 著者名/発表者名
      Wei Jian Sim, Mai Thanh Nguyen, Soorathep Kheawhom, Tetsu Yonezawa
    • 学会等名
      第74回コロイドおよび界面化学討論会 (2023.9.12~15,長野 信州大学)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] High Current Density Zinc-Air Flow Cell with Graphene Oxide supported Fe/Co Oxide Electrocatalysts2023

    • 著者名/発表者名
      Wei Jian Sim, Mai Thanh Nguyen, Soorathep Kheawhom and Tetsu Yonezawa
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2023年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of Pt single atoms catalyst by magnetron sputtering2023

    • 著者名/発表者名
      Feng Xiaoyi, Nguyen Mai Thanh and Yonezawa Tetsu
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2023年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Reduced Graphene Oxide Supported Transition Metal Oxide Electrocatalysts for Zinc-Air and Zinc-Air Flow Batteries2023

    • 著者名/発表者名
      Wei Jian Sim,Mai Thanh Nguyen and Tetsu Yonezawa
    • 学会等名
      日本化学会 第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Monitor the Growth of ZnTe Microspheres in a PVP-contained Polyol System2023

    • 著者名/発表者名
      Yuen-ting Rachel Chau,Mai Thanh Nguyen and Tetsu Yonezawa
    • 学会等名
      日本化学会 第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Structure of Bimetallic Nanoparticles Synthesized by Sputtered Deposition onto Liquid and Their Catalytic Properties2022

    • 著者名/発表者名
      Mai Thanh Nguyen and Tetsu Yonezawa
    • 学会等名
      第73回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Gold Nanoparticles Sputtered onto Oleic Acid and Oleylamine Liquids2022

    • 著者名/発表者名
      Mai Thanh Nguyen and Tetsu Yonezawa
    • 学会等名
      The 22nd International Vacuum Congress
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pt/Ag Solid Solution Alloy Nanoparticles Co-sputtered onto Liquid Polyethylene Glycol Substrate2022

    • 著者名/発表者名
      Mingbei Zhu, Mai Thanh Nguyen and Tetsu Yonezawa
    • 学会等名
      The 22nd International Vacuum Congress
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Solid solution nanoparticles obtained by co-sputter deposition onto liquid polyethylene glycol2022

    • 著者名/発表者名
      Mai Thanh Nguyen and Tetsu Yonezawa
    • 学会等名
      Faraday discussion (Nanoalloys: recent developments and future perspectives)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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