結合状態操作とドーピングによる局在電子状態を制御した高活性炭素触媒の創製

通过键态操纵和掺杂创建具有受控局域电子态的高活性碳催化剂

• 批准号: 22K04705
• 负责人: 岡崎 宏之
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: National Institutes for Quantum Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04705/
• 关键词: 固体高分子形燃料電池; 電極触媒; 炭素触媒; 荷電粒子ビーム; 固体高分子形燃料電池(PEFC)

本研究では、最近発見されたクエンチングカーボン（Qカーボン）のsp3結合ネットワーク内の孤立したsp2結合による局在電子状態が触媒活性に機能しうる可能性に注目し、量子ビーム照射による局所的なQカーボンの結合状態操作を用いた局在電子を有する炭素数の大幅な増加とキャリヤドーピングを用いた触媒活性に最適なエネルギー準位への制御によって新たな非Pt触媒の創製を目的にしている。本年度は、BドープQカーボン作製に向けて、BドープQカーボン作製プロセスを探索するために、レーザーを用いたPLD法で作製された前駆体であるDLC薄膜のsp2/sp3結合比を制御する作製条件を見出すために、XPS測定によってDLC薄膜のC 1sスペクトルを観測し、sp2/sp3結合比がDLC薄膜を堆積する際のレーザー出力や膜厚との相関を導出した。レーザー出力や膜厚を調整することでsp2/sp3結合比を制御する方法を見出せた。さらに、C 1sスペクトルの深さ依存性も観測し、前駆体薄膜の均一性やsp2/sp3結合比が表面や基板界面付近でどのように変化しているのかも明らかにした。

In this study, we have recently discovered the possibility of sp3 binding in the form of isolated sp2 binding in the electronic state and catalytic activity. The quantum irradiation of the organic carbon particles increases the number of carbon particles in the organic carbon particles and increases the catalytic activity of the organic carbon particles. In this year, the process conditions for the preparation of DLC films by PLD method were investigated, and the correlation between the sp2/sp3 bonding ratio and the film thickness was derived. The method of controlling the sp2/sp3 bond ratio is shown. In addition, C 1s separation and separation are dependent on the properties of the precursor film, such as the uniformity, sp2/sp3 bonding ratio, and the proximity of the surface to the substrate interface.

项目成果

Characterization of amorphous carbon films by X-ray magnetic circular dichroism

X 射线磁圆二色性表征非晶碳薄膜

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuji Muraoka;Takanori Wakita and Takayoshi Yokoya
• 通讯作者: Takanori Wakita and Takayoshi Yokoya

Al2O3基板上の非晶質炭素膜における sp3 割合の膜厚依存性

Al2O3 基板上非晶碳膜中 sp3 比率的膜厚依赖性

• 发表时间: 2022
• 作者: 村岡祐治;金山大志;岳強;脇田高徳;横谷尚睦
• 通讯作者: 横谷尚睦

新規機能性炭素膜の開発

新型功能性碳膜的研制

• 发表时间: 2022
• 作者: リンタクシン;鈴木一誓;川西咲子;小俣孝久;鈴木恭佑 萩原優樹 都倉勇貴 緒明佑哉 今井宏明;村岡祐治
• 通讯作者: 村岡祐治

非晶性炭素及びその製造方法、並びに、階層状カーボン系被膜層及びその製造方法

非晶碳及其制造方法、分级碳基涂层及其制造方法

• 发表时间: 2022

エネルギー・環境分野における次世代炭素材料

能源与环境领域的下一代碳材料

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuta Hasegawa1;Yusuke Shimada2;Satoshi Hata3;Shinnosuke Tokuta1;Shinjiro Kikuchi1;Akiyasu Yamamoto1;村岡祐治
• 通讯作者: 村岡祐治