Application of Ultra Highly Sensitive PTRF-XAFS to Pt Alloy Nanoparticle Fuel Cell Catalysts

超高灵敏度PTRF-XAFS在铂合金纳米颗粒燃料电池催化剂中的应用

• 批准号: 20H00367
• 负责人: 朝倉 清高
• 金额: $ 28.79万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00367/
• 关键词: X線吸収分光; オペランド; 燃料電池; 構造解明; Pt/Pd/Au; サラーサーチ; PtAuナノ粒子; サラーサーチ法

燃料電池白金触媒を合金化すると高活性化する。本研究では、この高活性化の要因が、電荷移動がおき、電子密度が変化するためなのか，構造が変化し、状態密度が変化するためなのかをしらべる。 そこで単結晶基板上にPdを1層から複数層載せ、その上のPtの結合距離と活性の関係を調べて、上記の学問的問いの回答を得る。本年、いくつかの成果を得た。Pd1，2，4層をAu（111）につけたPd薄層のPd-Pdの結合距離を観測した。 その結果、Pdを1層アンダーポテンシャル電着法で載せた時はPd-Pdの結合距離はAu－Auの結合距離と等しく、2.88Åという結果を得た。これは、PdがAuの表面上にエピタキシャルに成長していることを示している。これまでのXRDやSTMの結果を再現することができた。一方、2-4層のPdを電位と電荷量をコントロールして慎重に載せたところ、AFM（原子間力顕微鏡）で平らなPd薄膜ができることを観測した。さらに偏光全反射蛍光XAFS（PTRF-XAFS)法でその結合距離をしらべた。2層載せた時はAuバルクとPdnバルクの結合距離の丁度中間の結合距離（2.82Å）を観測し、4層では、Pd-Pdのそれと等しいものを観測した。この結果から、層数によりPd-Pdの結合距離をコントロールできることがわかった。現在Ptの薄層を付けることができるか検討している。またこれまで開発したサラーサーチおよびマイクロリバースモンテカルロ法を開発し、WO3の光励起過程の解析等に適用した。また３Dプリンターを使って蛍光測定システムの構築により高感度化に成功した。

The fuel cell platinum catalyst is alloyed and highly activated. This study focuses on the key factors of high activation, charge movement, and electron density change.るためなのか, structure が変化し, state density が変化するためなのかをしらべる. One layer of Pd on a single crystal substrate and multiple layers are loaded on it, the relationship between bonding distance and activity of Pt on the substrate is adjusted, and the answers to the questions and answers mentioned above are obtained. This year, the results have been achieved. Pd1, 2, 4 layers, Au (111), Pd thin layer, Pd-Pd bonding distance, を観measurement, した. その results, Pd を1 layer アンダーポテンシャル electrolysis method でせた时 は Pd-Pd の bonding distance は Au-Au の bonding distance と し く, 2.88Å と い う results を た.これは, PdがAuの on the surface にエピタキシャルにgrowth していることをshows している. The result of XRD and STM is reproduced. On one side, the potential and charge amount of 2-4 layers of Pd should be measured carefully.ろ, AFM (atomic force micromirror) is used to measure Pd thin films. The polarized total reflection XAFS (PTRF-XAFS) method is combined with the distance sensor. 2 layers of せた时はAuバルクとPdnバルクのcombination distanceのdingdumiddleのcombination distance ( 2.82Å) を観measurement し, 4-layer では, Pd-Pd のそれと, etc.このRESULTSから、layerによりPd-Pdのcombination distanceをコントロールできることがわかった. Now the thin layer of Pt has been paid.またこれまで开発したサラーサーチおよびマイクロリバースモンIt is applicable to the application of Takura method and analysis of light excitation process of WO3.また３D プリンターを use of って荍optical measurement システムのconstructed によりhigh sensitivityにした.

项目成果

触媒を照らしだした放射光と触媒科学を生み出す次世代光源

照亮催化剂的同步辐射和创造催化科学的下一代光源

• 发表时间: 2023
• 作者: Muramatsu Satoru;Chaki Nobumasa;Kinoshita Shin-nosuke;Inokuchi Yoshiya;Abe Manabu;Iimori Toshifumi;Ebata Takayuki;T. Ishiyama;朝倉清高
• 通讯作者: 朝倉清高

Anormalous Au-Au Bond Distance Contraction in PtAu Nanoparticle

PtAu 纳米颗粒中异常的 Au-Au 键距收缩

• 发表时间: 2022
• 作者: Hirata Keisuke;Mori Yuta;Ishiuchi Shun-ichi;Fujii Masaaki;Zehnacker Anne;Kiyotaka Asakura
• 通讯作者: Kiyotaka Asakura

PEEM（光電子顕微鏡）を利用した生き物の観測の可能性

使用 PEEM（光电子显微镜）观察生物的可能性

• 发表时间: 2020
• 作者: 永石 隆二;神戸 正雄;桑野 涼;伊藤 辰也;吉田 陽一;田牧 諒哉;朝倉清高
• 通讯作者: 朝倉清高

Surfaces and interfaces

表面和界面

• DOI: 10.1107/s1574870720004711
• 发表时间: 2022
• 期刊: International Table for Crystallography
• 作者: Asakura Kiyotaka;Kondoh Hiroshi;Tada Mizuki;Iwasawa Yasuhiro
• 通讯作者: Iwasawa Yasuhiro

Extracting the local electronic states of Pt polycrystalline films surface under electrochemical conditions using polarization-dependent total reflection fluorescence x-ray absorption near edge structure spectroscopy

使用偏振相关全反射荧光 X 射线吸收近边缘结构光谱提取电化学条件下 Pt 多晶薄膜表面的局域电子态

• DOI: 10.1088/2516-1075/abd1ca
• 发表时间: 2021
• 期刊: Electronic Structure
• 影响因子: 2.6
• 作者: Wakisaka Yuki;Uehara Hiromitsu;Yuan Qiuyi;Kido Daiki;Wada Takahiro;Uo Motohiro;Uemura Yohei;Yokoyama Toshihiko;Kamei Yutaro;Kuroda Seiichi;Ohira Akihiro;Takakusagi Satoru;Asakura Kiyotaka
• 通讯作者: Asakura Kiyotaka