Quantum beam technology; Catalytic materials prepared by ion beam irradiation for electrochemical device applications

量子ビーム技術; イオンビーム照射により作製された電気化学デバイス向け触媒材料

八巻 徹也; 加藤 翔*; 木全 哲也*; 山本 春也; 箱田 照幸; 小林 知洋*; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*

Yamaki, Tetsuya; Kato, Sho*; Kimata, Tetsuya*; Yamamoto, Shunya; Hakoda, Teruyuki; Kobayashi, Tomohiro*; Suzuki, Akihiro*; Terai, Takayuki*

本発表では、イオンビームを利用したナノ構造触媒材料の創製と電気化学デバイス応用について、以下の3点を報告する。(1)金属イオン注入によるグラッシーカーボン(GC)担持貴金属ナノ微粒子の作製では、Ptイオン注入とGCの電気化学エッチングによって、粒径10nm以下のPtナノ微粒子を表面に析出させることができた。(2)GC基板への照射欠陥の導入が貴金属ナノ微粒子の酸素還元性能に及ぼす影響について、界面における元素の結合状態や化学状態の観点から調べた結果、注入後の残留欠陥がPt-C結合の形成を促進し、酸素還元活性を向上させることがわかった。(3)ナノ細線や我々のイオン穿孔膜の研究で明らかなように、イオンビームにより形成される高分子ナノ構造はアスペクト比が高いという特徴を有しており、ナノ微粒子触媒の担体として高い応用可能性を期待させる。

We have a strong motivation to pursue the possibility of using ion beam technology for the creation of nano-structured catalytic materials and their electrochemical device applications. My talk includes (1) the preparation of noble-metal nanoparticles in a glassy carbon (GC) substrate by the metal-ion implantation method, (2) heavy-ion-induced lattice defects in the GC substrate and their effect on the oxygen reduction reaction activity of the deposited platinum nanoparticles, and (3) the formation of polymer nanostructures and their potential as a catalyst support.