| 研究課題/領域番号 |
03403012
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| 研究種目 |
一般研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
金属材料
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
橋本 功二 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (70005859)
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| 研究分担者 |
秋山 英二 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (70231834)
幅崎 浩樹 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (50208568)
川嶋 朝日 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (50005964)
浅見 勝彦 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (20005929)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1994
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| キーワード | in situキャラクタリゼーション / X線光電子分光法 / 常温燃料電池燃料極 / 海水電解用電極 / 亜硫酸酸化用電極 / アモルファス合金電極 / アモルファスニッケル基合金 |
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| 研究概要 |
表面に存在する物質の結合状態と組成を試料を破壊せずに決定できる表面キャラクタリゼーション法として、X線光電子分光法は有効な方法である。この場合、電極材料のように、比較的低い酸化力の環境にさらされている材料表面で、どのような化学種が電極反応に寄与しているかを明らかにするには、反応中の表面を凍結して解析するin situキャラクタリゼーションが必要である。X線光電子分光法におけるin situキャラクタリゼーションは、X線光電子分光装置の超高真空に試料がさらされる前に、試料が大気等によって酸化されることを避けて解析することを意味する。
本研究はこれを実現するために、電解槽中の電極を大気にさらさずにグローブボックス内に移し、不活性雰囲気中で試料をX線光電子分光装置用トランスファーベッセルに取付る方式を採用した。この結果、当初目的とした通り、大気酸化の影響を受けない電極表面に関する多くの有効な知見を得ることが出来た。
これには、水素、メタン、エタン、プロパンを燃料とする燃料電池用燃料極、海水電解用水素極および塩素ならびに酸素極、亜硫酸酸化用陽極などの研究が含まれる。アモルファス合金を電極とする燃料電池用燃料極の研究によれば、白金族元素と共にスズの添加が有効であるが、スズを含む場合Sn^<2+>/Sn^<4+>のRedox系が燃料の酸化を加速することを支持するSn^<2+>/Sn^<4+>系の存在が直接確認されたこと、白金族元素と言えども電解後大気にさらすと低次の酸化物で覆われ、電極反応に関与している化学種が特定しにくいが、実際には燃料電池の燃料極および亜硫酸の酸化程度の酸化力のアノード上では、金属状態の白金族元素が直接アノード反応に寄与していることなどを始め、通常行われるex situ キャラクタリゼーションでは観察できない種々の新しい知見が得られた。
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