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

基本信息

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

项目摘要

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。

合成时，燃料电池铂催化剂会变得高度活跃。在这项研究中，我们研究了这种高激活背后的因素是由于电荷转移和电子密度变化或状态的结构变化和密度。因此，将多层PD放在一层的单晶基板上，并检查了PT的结合距离与活性之间的关系，并可以获得上述学术问题。今年，我们取得了一些结果。观察到在Au（111）上的PD1、2和4层的薄PD层中PD-PD的结合距离。结果，当通过单层电位电沉积法应用PD时，PD-PD的键距离等于Au-Au的键合距离，为2.88Å。这表明PD是在AU表面上外延生长的。我们能够复制以前的XRD和STM的结果。另一方面，当小心地将2-4层的PD仔细控制电势和电荷时，观察到使用AFM（原子力显微镜）形成了扁平的PD薄膜。此外，使用极化总反射荧光XAF（PTRF-XAF）确定结合距离。当安装两层时，粘结距离（2.82Å）在Au块和PDN散装之间的粘结距离之间得到了准确观察到，在第四层中，观察到了与PD-PD相当的键。该结果表明，PD-PD的粘结距离可以由层数控制。我们目前正在考虑是否可以连接一层PT。此外，开发了先前开发的salar搜索和微反向蒙特卡洛方法，并应用于WO3光激发过程的分析。此外，通过使用3D打印机构建荧光测量系统，我们成功地达到了高灵敏度。

项目成果

期刊论文数量（39）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

Surfaces and interfaces

表面和界面

DOI：
10.1107/s1574870720004711
发表时间：
2022
期刊：
International Table for Crystallography
影响因子：
0
作者：
Asakura Kiyotaka;Kondoh Hiroshi;Tada Mizuki;Iwasawa Yasuhiro
通讯作者：
Iwasawa Yasuhiro

Anormalous Au-Au Bond Distance Contraction in PtAu Nanoparticle

PtAu 纳米颗粒中异常的 Au-Au 键距收缩

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hirata Keisuke;Mori Yuta;Ishiuchi Shun-ichi;Fujii Masaaki;Zehnacker Anne;Kiyotaka Asakura
通讯作者：
Kiyotaka Asakura

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

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
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

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