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2007 年度 実績報告書

異種金属多核錯体からの合金ナノ粒子の作製と電極触媒への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19027004
研究機関北海道大学

研究代表者

魚崎 浩平  北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (20133697)

研究分担者 佐々木 陽一  北海道大学, 触媒化学研究センター, 研究推進支援教授 (30004500)
加藤 昌子  北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (80214401)
阿部 正明  九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (90260033)
キーワード触媒・化学プロセス / ナノ材料 / 表面界面物性 / 超分子化学 / 超薄膜
研究概要

燃料電池をはじめとする電気化学プロセスは、環境に優しいエネルギー及び物質変換システムの基本プロセスとして期待されているが、多くの場合化学結合の形成、解裂を含む多電子プロセスであり、高度な機能を持った電極触媒を開発する必要がある。例えば、幅広い利用が見込まれている直接形メタノール燃料電池の実用化における最大の課題はPt触媒の被毒抑制であるが、Pt近傍にRuを配置することで、COの脱離を促進し、被毒を抑制できる。現在、このような合金ナノ粒子は、各々の金属塩化物をソースとして担体上に電析することで作製されているが、一様な形状・組成を有する合金粒子の作製は困難である。本研究では初めから特定の機能を持っ複数の金属が近接しており、かつ規定比を有するヘテロ金属多核錯体を合成し、これを原料として、均一形状及び組成を有する活性合金ナノ粒子触媒の作製を目指した。2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole(DMcTH_2)を配位子に用い、それぞれのチオール基の反応性の違いを利用することで、段階的にPt-Ru錯体、Pt-Pt錯体、Pt-Pd錯体などを合成することができる。本年度はPt-PtおよびPt-Ru錯体を原料とする微粒子触媒の調製と評価を行った。これら錯体を金(111)単結晶電極表面上に吸着させた後、加熱分解、電気化学的分解、UV-オゾンクリーナーによる分解を試みたが、酸素雰囲気下、300℃にて焼成することにより有機配位子の脱離・分解に成功した。このようにして作製した白金微粒子修飾金電極を作用極として、0.1M過塩素酸水溶液中で水素発生(HER)領域の電気化学測定を行ったところ、水素発生電流が観測された。さらに正電位を印加した後、再び水素発生領域まで還元したところ、HER電流の顕著な増加が見られ、熱分解と電気化学的酸化の組み合わせにより高い触媒活性を実現できた。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] "Sequential Layer-by-layer Growth of Au Nanoclusters Protected by a Mixed Self-assembled Monolayer with a Polymer Binding Layer-Effects of pH and Ionic Strength of the Polymer Solution"2008

    • 著者名/発表者名
      W. Song
    • 雑誌名

      J. Electroanal. Chem. 612

      ページ: 105-111

    • 査読あり
  • [学会発表] "In-situ STM Investigation of Redox Active Binuclear Ruthenium(III) Compounds at Solution/Electrode Interface"2007

    • 著者名/発表者名
      H. Uehara
    • 学会等名
      International Conference on Electrified Interfaces 2007
    • 発表場所
      Sahoro, Hokkaido, Japan
    • 年月日
      2007-06-25

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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