イオンビームによる担体改質が白金ナノ微粒子触媒に及ぼす影響

How platinum nanoparticle catalysts are affected by ion-beam modification of their support

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

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

固体高分子形燃料電池におけるカソードの酸素還元触媒として、高い活性と耐久性を持つPtナノ微粒子が求められている。本研究では、グラッシーカーボン(GC)担体のイオンビーム改質による触媒高活性化を目指して、照射によるPtナノ微粒子の化学状態変化をX線光電子分光(XPS)法で調べた。実験では、380keV Arを5.010 ions/cmのフルエンスで照射したGC基板上にPtナノ微粒子をスパッタ蒸着し、そのPt 4f及びC 1s XPSスペクトルを取得した。その結果、Arビーム照射したGCとPtナノ微粒子との界面にはPt-C結合が形成され、イオンビームによる担体改質がPtの電子状態に影響を及ぼすことが明らかになった。

Platinum (Pt) nanoparticles with high oxygen reduction reaction activity have been required for applications to polymer electrolyte fuel cells. We prepared the Pt nanoparticles on an Ar-ion-irradiated glassy carbon (GC) substrate by a radio-frequency sputtering method to investigate the influence of the ion-induced lattice defects in GC on the deposited Pt nanoparticles by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Detailed examination of both the Pt 4f and C 1s XPS spectra demonstrated that Pt-C bonding interaction occurred at the interface between the irradiated GC and Pt nanoparticles, confirming the significant effect of the Ar-ion irradiation on the electronic properties of Pt.