2017 Fiscal Year Annual Research Report
Dry-process, labo-level fabrication of de-hydrogenated catalysts based on surface nano-structure control
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26249150
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
和田山 智正 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (20184004)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田邉 匡生 東北大学, 工学研究科, 准教授 (10333840)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 触媒・化学プロセス / ナノ材料 / 表面・界面物性 / 燃料電池 / エネルギーキャリア / 二酸化炭素電解還元 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、エネルギーキャリア分子などの電極表面における反応特性と実触媒表面の原子配列・構造との関係を原子・分子レベルで検討するための要素技術開発、並びに脱水素反応や直接エタノール型燃料電池の電極反応、さらに二酸化炭素の電気化学還元に有効な触媒のラボレベル開発を目指したものである。具体的には、分子線エピタキシ(MBE)法によりPtやAuの基本低指数単結晶基板（M(hkl)）に第2元素Xを添加して作製したX/M(hkl)について、いかなる最表面構造が最も活性化エネルギー(過電圧)を低減するかを精査する。さらに、表面構造解析や分子挙動の解析結果に基づき過電圧の低い触媒を得る上で最適な合金最表面原子配列・組成を提示する。その上で、得られる最適表面構造をターゲット構造とし、合金ナノ微粒子をアークプラズマ堆積法により超高真空中においてドライプロセス合成し、得られるナノ粒子が発現する触媒特性を精査してその有用性を実証することを目的としている。
最終年度では、これまでに開発した電極表面反応生成物のリアルタイム解析のためのオンライン質量分析(OLEMS)システムを用いて、PtやAuなどの単結晶電極反応生成物のその場分析を行った。具体的には、ドライプロセス合成したX/M(hkl)電極表面を用いて、直接エタノール型燃料電池の電極反応として重要なエタノールの酸化反応や二酸化炭素の電解還元反応に対してOLEMS法を適用した。さらに、実触媒に近い構造を有するAuナノ粒子をアークプラズマ堆積法によりドライプロセス合成しその二酸化炭素の電解還元特性を検討し、単結晶系、ナノ粒子系において金属・合金最表面構造と触媒特性との関係を評価してその相関を議論した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
