表面合金層の燃料電池触媒への応用

• 研究課題/領域番号: 24651131
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 中村 将志 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70348811)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 燃料電池 / 表面X線回折 / 走査型トンネル顕微鏡 / 表面合金 / 電極反応 / 貴金属 / 電極触媒

研究概要

エタノール酸化反応を活性化するPtSn表面合金層をPt(111)電極上に形成し，その表面構造を走査型トンネル顕微鏡(STM)およびX線回折法により決定した。Sn被覆率が0.23以下の場合，過塩素酸溶液中において異なった秩序構造をSTMにより観測した。Sn被覆率が0.23において，ドメインサイズの小さい超格子構造が形成される。エタノール酸化反応活性は，このSn被覆率で最も高活性となった。X線構造解析から内部層へのSnの潜り込みは1％以下であることが分った。さらにSnは表面Pt層から0.02 nm突出しており，バルク合金(Pt3Sn(111))と類似構造である。

研究成果

• [雑誌論文] Ethanol Oxidation on Well-Ordered PtSn Surface Alloy on Pt(111) Electrode (2013)
  • 著者名/発表者名: Masashi Nakamura, Risa Imai, Naoto Otsuka, Nagahiro Hoshi, Osami Sakata
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 117 号: 35 ページ: 18139-18143
  • DOI: 10.1021/jp406516v
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interfacial structure of Co porphyrins on Au(111) electrode : Interaction of porphyrin molecules with substrate (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nakamura、R. Imai, N. Hoshi, O. Sakata
  • 雑誌名: Surf. Sci. 巻: 606 号: 19-20 ページ: 1560-1564
  • DOI: 10.1016/j.susc.2012.06.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Amemiya, 1D Hydrogen Bond Chain on Pt(211) Stepped Surface Observed by O K-NEXAFS Spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: O.Endo, M. Nakamura, R. Sumii, K
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 116 号: 26 ページ: 13980-13984
  • DOI: 10.1021/jp302509k
  • 査読あり
• [学会発表] Pt修飾したNi単結晶電極上の酸素還元反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村広人、中村将志、星永宏
  • 学会等名: 2013年電気化学会秋季大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] X線回折によるSn/Pt(111)表面合金電極の構造解析と耐久性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大塚尚登、中村将志、星永宏、坂田修身
  • 学会等名: 2013年電気化学会秋季大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] Pt修飾したNi単結晶電極上の酸素還元反応活性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村広人，中村将志，星永宏
  • 学会等名: 電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] X線回折によるSn/Pt(111)表面合金電極の構造解析と耐久性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大塚尚登，中村将志，星永宏，坂田修身
  • 学会等名: 電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] Au単結晶電極上に電析したPtPd合金層のギ酸酸化反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本大介,中村将志,星永宏
  • 学会等名: 電気化学会第80回大会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] Effect of alkali metal cations on the surface oxidation of Pt(111) (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nakamura, Y. Nakajima, N. Hoshi, O. Sakata
  • 学会等名: 29th European Conference on Surface Science
  • 発表場所: Edinburgh, UK
• [備考]
  • URL: http://chem.tf.chiba-u.jp/gacb13/