電気化学反応の原子スケールでの固液界面制御と超精密界面を用いた触媒機構の解明

在原子尺度上控制电化学反应中的固液界面并利用超精密界面阐明催化机制

• 批准号: 21710091
• 负责人: 葛目 陽義
• 金额: $ 1.58万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21710091/
• 关键词: 電気化学エッチング; 燃料電池; 触媒; 単結晶表面

電気化学、表面科学、触媒化学などの固液界面現象が深く関わる科学技術分野において、界面現象の原子レベルでの制御技術の確立が強く望まれている。そんな中でも燃料電池の電極反応について、原子レベルで根源的理解を追求するために、より広範囲に原子レベルで平坦な表面「超平坦表面」を基板として利用した抜本的な再調査が必要である。本研究課題において初年度である当該年度は、研究実施計画に基づいて、まず超平坦表面の作成技術の確立を実施した。金属単結晶表面を用いた電気化学・表面科学研究はこれまでにも世界中で報告されているが、技術的要因から最も広いテラスでも高々100nm程度の幅をもつ結晶表面しか作成・使用することができず、理想的は平坦表面と比較してそのステップ・表面欠陥密度は高く、それによる影響も無視できない状況であった。また単結晶表面は著しく汚染され易く、電気化学測定を実施する場合にこれまでの使用環境では30分程度で表面汚染されることが確認されている。超平坦表面の耐久時間を延長することは今後の研究開発を実施する上で長時間測定を可能にするだけでなく、研究開発・分析の精度・感度、つまりは信頼性を向上するためにも必要不可欠な技術革新を見出すものである。そこで超平坦表面の電気化学的な創製法の確立と、超平坦表面を評価・活用する実験環境の厳密清浄化技術の開発・確立を行った。極限的に電位制御することで、電気化学的エッチングにより金表面のステップを選択的に溶解させる原子レベルでの反応制御条件を見出した。このことで最大2μmの幅のテラスを示す平坦表面の恒常的作成に成功した。また実験環境の厳密清浄化技術を改善することで、これまで30分程度だった単結晶表面の測定耐久時間を42時間にまで延長する技術・環境の開発に成功した。

Electrochemistry, surface science, catalytic chemistry, solid-liquid interface phenomenon, science and technology field, interface phenomenon, atomic control technology, established strong control technology.そんな中でもfuel cell's electrode reaction について、Atomic レベルでThe pursuit of understanding the root するために、より広Norm囲にatomic レベルでflat surface "super flat surface" をsubstrate としてutilizationした抜本ながreinvestigationがである. This research topic was established in the first year of the year, and the research implementation plan was established in that year, and the technology for creating ultra-flat surfaces was established. A report on the application of electrochemical and surface science research on the surface of metal single crystals in the worldされているが、Technical factors からMost も広いテラスでもHigh 々100nm level のWidth をもつCrystal surface is made using することができず, and the ideal はflat surface is compared with してそのステップ・The surface lacks density and is high, and the それによる influence is ignored and the condition of the できないであった. The surface of the single crystal is easy to contaminate, and the electrochemical measurement method is suitable for occasions. The environment where the product is used is not polluted to a degree of 30% and the surface is contaminated. It is possible to extend the durability time of ultra-flat surfaces and make long-term measurements possible in future research. The precision and sensitivity of research and development, analysis, and trustworthiness of research and development are necessary and indispensable, and technological innovation is necessary and necessary. The establishment of the creation method of the electrochemical chemistry of the ultra-flat surface, and the development and establishment of the ultra-flat surface evaluation and purification technology utilizing the environment. Extreme potential control technology, electrochemistry technology of gold surface technology The にさせるatomic レベルでのreaction control condition を见出した of the テップをselected 択. The maximum 2μm width of the このことでのテラスをshows that the flat surface is always produced successfully.また実験Environmental の即米清purification technologyをImprovementすることで、これまで30 minutesだった単The durability time of the crystal surface has been measured for 42 hours, and the technology and environment have been extended successfully.