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論文

Enhancement of Fe-N-C carbon catalyst activity for the oxygen reduction reaction; Effective increment of active sites by a short and repeated heating process

保田 諭; 内堀 揚介*; 分島 亮*; 日夏 幸雄*; 小河 浩晃; 矢野 雅大; 朝岡 秀人

RSC Advances (Internet), 8(66), p.37600 - 37605, 2018/11

 被引用回数:7 パーセンタイル:42.43(Chemistry, Multidisciplinary)

本研究では、酸素還元活性サイトである、Fe原子が窒素ドープナノグラフェンに配位結合したFe-N-C活性サイトを、高比表面積の垂直配向カーボンナノチューブ(VA-CNT)表面に担持し、酸素還元反応(ORR)活性なFe-N-G担持/VA-CNT(Fe-N-G/VA-CNT)触媒を開発する設計指針を得る。これまで、FeおよびNを含む鉄フタロシアニン分子を前駆体とし、VA-CNT表面に吸着させ焼成することによりFe-N-G/VA-CNT触媒の開発に成功してきた。本申請案では、Fe-N-C構造形成のカギとなる触媒焼成条件がORR活性能に与える影響について精査した。その結果、短時間加熱と急冷を繰り返すプロセスでは、任意の繰返し数において、Fe-N-C活性サイトの構成元素であるFeおよびN原子の熱脱離が抑制され、Fe-N-C構造の質量密度の増加によるORR活性能の向上が観察された。この結果は、焼成時における熱履歴を制御することで高活性化が可能であり、非白金系ORR触媒実現のための設計指針を得ることができた。

口頭

$$gamma$$線誘起相変態によるイットリア安定化ジルコニアの強度劣化挙動の解明

奥野 泰希; 中島 浩司; 喜多村 茜; 内堀 揚介; 保田 諭; 朝岡 秀人; 大久保 成彰

no journal, , 

加速器駆動システム(ADS)では、鉛ビスマス共晶合金(LBE)の酸素制御により配管の侵食・腐食を抑える必要がある。LBE中の酸素濃度を測定するためにイットリア部分安定化ジルコニア(PSZ)を用いた酸素センサーが有力であり、ADS運転時の放射線による影響を解明することが課題である。本研究では、ADS運転環境下で想定される1kGy以上の$$gamma$$線を照射した際のPSZの強度劣化挙動について解明する。$$^{60}$$Co$$gamma$$線照射の結果、PSZ単斜晶中に相変態が生じていることが観測された。この相変態に関しては、照射線量に依存して増加していることが確認され、$$^{60}$$Co$$gamma$$線の付与エネルギーによって引き起こされたことが明らかになった。またラマン観察の結果、PSZ固有の応力誘起相変態強化機構に影響を及ぼしている可能性が示唆された。

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