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2018 年度 研究成果報告書

歪み多重双晶粒子を反応場とする白金サブナノクラスター触媒の創製

研究課題

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研究課題/領域番号 16H05966
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 ナノ材料化学
研究機関東北大学

研究代表者

吉田 健太  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (10581118)

研究協力者 永井 康介   (10302209)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード電子顕微鏡 / アトムプローブ / ナノクラスター / 触媒 / その場 / 格子ひずみ
研究成果の概要

本研究では、白金(Pt)を1nm以下のサブナノクラスター(Sub-Nano Cluster: SNC)に超微細化し、および、反応中SNCの粒成長を抑制することで新しいナノ構造化触媒の設計実用化を行った。具体的には、Au-MTPのサブナノ・ポケットにPt-SNCを正確に入れる電気化学的試料作製法を開発した。また、Au(原子番号 79)とPt(78)を区別して三次元サブナノ構造を定量評価するための「三次元位置・組成ゆらぎ解析法」をアトムプローブトモグラフィーを透過電子顕微鏡を組み合わせることで確立した。

自由記述の分野

ナノ材料化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、白金触媒の微細化の限界を打破し白金使用量の2桁削減を達成することを目指した。比較的、駆動温度の低い固体高分子型燃料電池触媒としての応用では、概ね目標を達成できた。
また、本研究で開発した「三次元位置・組成ゆらぎ解析法」は触媒分野のみならず、Si半導体への炭素やホウ素ドーパントの打ち込み状態、原子炉材料・核融合材料に中性子が照射されることで生じる照射欠陥周囲のひずみおよび化学組成のゆらぎ解析ななどに応用されてきている。これらはすべて、サブナノスケールのクラスター解析であり、本研究課題で蓄積された知見が広く材料科学分野に貢献しているといえる。

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公開日: 2020-03-30  

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