化学反応“その場”観測のための光電子透過窓を用いた実作動環境制御セルの開発

• 研究課題/領域番号: 26390120
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 量子ビーム科学
• 研究機関: 公益財団法人高輝度光科学研究センター
• 研究代表者: 池永 英司 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (90443548)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 硬Ｘ線光電子分光 / 湿潤環境 / 化学反応 / 雰囲気制御セル / 固‐気界面 / 固‐液界面 / Operando計測 / 固気・固液界面 / 光電子透過窓

研究成果の概要

高真空内に湿潤な試料環境を保てる雰囲気制御セルを開発に成功し、SPring-8の硬Ｘ線光電子分光(HAXPES)を用いて、湿潤試料における電子状態観測を実現した。開発したセルを用いて、実作動条件である反応ガスを制御した燃料電池触媒の電極反応中の各元素の化学結合状態や電子状態を直接観測した結果を報告した。Pt微粒子への酸素表面吸着に起因して強い軌道混成が起きることを明らかにし、水分子よりも酸素分子が触媒劣化に強く影響することを実験検証した。

研究成果

• [雑誌論文] In Situ Hard X-ray Photoelectron Study of O2 and H2O Adsorption on Pt Nanoparticles (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Cui, Y. Harada, E.Ikenaga, R. Li, N. Nakamura, T. Hatanaka, M. Ando, T. Yoshida, G.-Ling Li, and M. Oshima
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 120 ページ: 10936-10940
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] “その場”観測のための光電子透過窓を用いた 溶液セルの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 池永英司
  • 学会等名: 第29回日本放射光学会
  • 発表場所: 東京大学柏の葉キャンパス駅前サテライト（千葉県柏市）
  • 年月日: 2016-01-09
• [学会発表] 化学反応“その場”観測のための光電子透過窓を用いた 循環型制御セルの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 池永英司
  • 学会等名: 第28回日本放射光学会
  • 発表場所: 立命館大学 びわこ・くさつキャンパス（滋賀県草津市）
  • 年月日: 2015-01-10 – 2015-01-12