| 研究課題/領域番号 |
16F16795
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
朝倉 清高 北海道大学, 触媒科学研究所, 教授 (60175164)
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| 研究分担者 |
FEITEN FELIX 北海道大学, 触媒科学研究所, 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2016-11-07 – 2019-03-31
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| キーワード | 燃料電池 / PtCo / 背面入射XAFS / 偏光XAFS / PtCoAu / 湾曲結晶ラウエ型分光器 |
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| 研究実績の概要 |
ごく微量のPtナノ粒子の局所構造をとらえ、燃料電池の機構解明や寿命延長をはかるため、湾曲結晶ラウエ型分光器（BCLA分光器）と背面入射偏光XAFS法（BI-XAFS）を開発し、HOPG (Highly oriented pyrolytic graphite) 上の10^13-10^14個/cm＾2という低濃度のPt構造解析に成功した。(現在投稿中）東北大学の和田山教授らとともに、アークプラズマ銃をもちいて、Pt,PtCo, PtAuナノ粒子をHOPG表面に打ち込み、これらの微粒子の構造をin-situ条件下でのこれまで開発したBCLA+BI-XAFS法で測定を行った。その結果、PtおよびPtCoのナノ粒子とそのCoの分布状態を明らかにした。これにNを打ち込むことで、耐久性が増すがその際にN周辺の構造が全体の耐久性に対して与える影響もBCLA+BI-XAFS法で検討した。さらに、Auを塗布することで、寿命が延びるが,これは表面edgeなどにAuが乗ることで、さらにPtの溶出が抑えることができるためであることが分かった。(投稿準備中）この際にXAFSからの情報だけでなく、TEM, SEM, EDXなどの情報も重ねて解析に利用するフィルターリング法を開発し、精度高い解析結果を与えることができた。特に従来法の精度を一桁上げることに成功し、新たなXAFS解析法として期待される。(投稿準備中) 現在大きさの異なるPtAuナノ粒子の構造をこの新しく開発してBCLA+BI-XAFS測定法とフィルタリング解析法で解析し、その詳細な内部構造を得る研究を展開しつつある。こうした結果を国際会議や論文にまとめ公表する。
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| 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
当初、予定していたＰｔＣｏのナノ粒子製作は幸い、共同研究者が見つかったので、むしろ装置開発に注力した。これまで不可能であった10^13-10^14個/cm＾2低担持の測定にも成功した。低担持量のサンプルに対しても測定ができるnode、容易に粒子径を調整することができるようになった。また、Pt,PtCoの精密な粒子の内部構造を決定できるような解析法も開発した。こうした成果は国際学会や論文で順次発表を開始しており、残された期間内で計画通りの成果を上げられると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
残った半年の間に以下のことを計画している。
1．高度化した放射光ビームラインを用いることで、さらなる高感度化をめざす。
2．全反射蛍光分光XAFSというとても困難課題にチャレンジする。これが実現するとこれまで不可能と考えられていた１０^１３/㎝^2の測定が可能となる。
以上の結果をGordon conferenceなどの国際会議で発表し、これまでの成果とともに論文化を行う。
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