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2008 年度 実績報告書

水素循環プロセスのためのPt基モデル触媒表面の構築と反応

研究課題

研究課題/領域番号 18360361
研究機関東北大学

研究代表者

和田山 智正  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20184004)

キーワード燃料電池電極触媒 / 分子線エピタキシ / 一酸化炭素 / Pt / fcc-Fe / 赤外線反射吸収 / 電子線回折 / 昇温脱離
研究概要

化石燃料の資源枯渇問題とも相まって、水素を原料とするエネルギー循環システムの構築へ向けた研究のさらなる進展が切望されている。このプロセスが成立するためには数多くの技術的ブレークスルーが不可欠であり、材料科学に課せられた問題も山積している。本研究は効率的な水素発生に必須である触媒開発を念頭にPtをベースとする2元合金モデル触媒表面を構築しその特性を検討する。より具体的には、超高真空中で表面科学の手法に基づき原子レベルで構造を規定したPt-X表面を分子線エピタキシ(MBE)法により作製し、水素循環プロセスを担う水素(H_2)や水蒸気(H_2O)、メタノール(CH_3OH)、また副次的に算出される一酸化炭素(CO)の触媒表面における分子論的振る舞いと作製プロセスの関連を明らかにする。
昨年度に引き続き、清浄Pt(111)基板に対してFeをMBE堆積し、COを吸着させた場合の赤外バンドの振動数および昇温脱離(TPD)スペクトルにおける脱離ピーク温度に基づいて基板上におけFeの成長様式とPt-Fe合金化が及ぼすCOの吸着・脱離挙動への影響を検討した。その結果、Fe積時の基板温度が高いほど、Pt原子の表面偏析によって蒸着Fe原子上にPt単原子層が形成されやくなることがわかった。そのようなPt表面層においては、吸着CO赤外バンドのピーク振動数は、清浄Pt(111)に比較し30-40cm_<-1>程度低波数側に位置する。またTPD脱離ピーク温度は15Kほど低した。さらに清浄Pt(100)基板上においても同様の検討を行い、Pt(111)基板に比較して低温でも合金化が進行し、いずれの場合もPt-Fe合金化によりCO被毒が改善されることを結論した。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] IRRAS and TPD Investigations of Carbon Monoxide Adsorption on MBE grown Fe on Pt(100)2009

    • 著者名/発表者名
      T. Wadayama, H. Yoshida, N. Todoroki, S. Oda
    • 雑誌名

      e-J. Surface Science and Nanotechnology 7

      ページ: 245-248

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Infrared Reflection Absorption Study for Carbon Monoxide Adsorption on Chromium Deposited Cu(100) surfaces2009

    • 著者名/発表者名
      T. Wadayama, H. Yoshida, N. Todoroki, S. Oda
    • 雑誌名

      Materials Transactions 50

      ページ: 819-824

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Infrared Reflection-Absorption Study of Carbon Monoxide on Fe / Pt(111) Bimetallic Surfaces2008

    • 著者名/発表者名
      T. Wadayama, H. Osano, T. Maeyama, H. Yoshida, K. Murakami, S. Oda, N. Todoroki
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C 112

      ページ: 8944-8950

    • 査読あり
  • [学会発表] IRRAS and TPD Investigations of Carbon Monoxide Adsorption on MBE grown Fe on Pt(100)2008

    • 著者名/発表者名
      T. Wadayama
    • 学会等名
      14_<th> International Conference on Surface and Thin Films
    • 発表場所
      Trinity College, Dublin Ireland
    • 年月日
      2008-06-30

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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