放射光X線吸収分光で見た燃料電池電極触媒の局所構造

Local structure of electrocatalysts for fuel cell studied by synchrotron X-ray absorption spectroscopy

松村 大樹   

Matsumura, Daiju

放射光を用いたX線吸収分光法は、元素選択的に局所構造を決定できるユニークな手法であり、「その場」構造解析手法として、極めて強く力を発揮する。発表者のグループは、X線吸収分光法の「その場」解析手法としての高度化を目指して研究Sを実施してきた。時間分解の例としてPt/AlO水素再結合触媒を、高エネルギー分解の例としてPt/C電極触媒を取り上げた実験を紹介する。電極触媒に対して、アルカリ溶液中で電位依存の高エネルギー分解X線吸収スペクトルを測定した。電位を上げるにつれ、高エネルギー側に新たな微細構造が逐次的に出現することが解った。高いエネルギーにピークがあるほど強い吸着種であると解釈することができる。アルカリ溶液中の酸素の存在状態に依存した微細構造を比較評価することで、Pt微粒子の表面吸着種として、H, OH, O, Oを同定することができた。酸素存在雰囲気下においては、分子状酸素であるOが酸素還元反応の開始と共にPt表面に吸着することを見出し、触媒反応の一端を明らかにした。

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