2015 Fiscal Year Annual Research Report
電子線トモグラフ法による複合ナノ触媒の３次元ナノ解析
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15F15056
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
金子 賢治 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30336002)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ROY AHIN 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2015-10-09 – 2018-03-31
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| Keywords | CeO2ナノ粒子 / 透過型電子顕微鏡 / トモグラフィ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Pt系合金ナノ粒子が燃料電池用の触媒として用いられつつあるが、これらの触媒機構は殆ど解明されていない。このため、特性の改善や新規特性を改善することは非常に困難で有り、担体やPt系合金ナノ粒子の担持量を変えることによる触媒特性改善が行われているのみである。平成27年度は透過型電子顕微鏡とそれに伴う解析手法を駆使し、２次元の高空間分解能像や元素分布像を得、それらを用いて立体情報や界面における原子配列状態を解明する事を目的とした。
これまでに２次元の高空間分解能像の取得や元素分布像の取得には成功してはいるが、立体像の再構築には至っていない。これは電子線トモグラフィ法を用いる際の広い傾斜角度領域における高空間分解能像を得ることが困難を伴うためである。例えば、高倍率における観察領域の視野ズレ等が発生してしまう。そのため、これらの条件設定や画像取得に時間を要している。しかし、それ以外については概ね予定通り研究は遂行している。
Pt系合金ナノ粒子内の歪みや結晶構造・組成由来の触媒活性の変化をナノスケールで立体的に解析している。触媒特性は露出している結晶面に大きく依存することから、H27年度中に、立方体、正八面体、ロッド状と３種類の異なる形態を有するCeO2ナノ粒子を作製している。これらの結果を踏まえ平成28年度では、CeO2ナノ粒子への担持条件などを決定する。さらにこれらの結果を用いて、酸素還元反応の時間変化や価数変動解析に繋がる基礎的研究、ならびに触媒機能発現メカニズムの探究を行う。
CeO2ナノ粒子の立体的な可視化に困難を生じていることから、離散トモグラフィ法を用いる等により再構築法の改良を行うことも予定している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
2015年9月末に研究を開始したにも関わらず、2016年5月開催予定のセラミックスに関する国際会議、AMTC5（名古屋市）、8月に開催予定の電子顕微鏡に関する国際会議 EMC2016（フランスリヨン市）に参加するための概要を準備、ならびに申し込んでいる。
国内では2015年12月に開催された顕微鏡学会九州支部（九州大学筑紫キャンパス）で口頭発表を行っている。予定通り、またはそれ以上の成果を上げられたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
電子線トモグラフィ法を用いてCeO2ナノ粒子の形態解析、並びに担持されているPt系合金ナノ粒子の分散状態の解析、またこれらの材料に関する第一原理計算を行い、触媒材料の最適化を目指す。
他の触媒材料、例えば窒化炭素やリン添加窒化炭素、の解析も行う。
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Research Products
(4 results)
