WEKO3
アイテム
Electronic structure of quenching carbon with high catalytic performance
https://repo.qst.go.jp/records/2002531
https://repo.qst.go.jp/records/200253115700946-f43f-4205-9e9c-acaace1f9d8c
| アイテムタイプ | 会議発表用資料 / Presentation(1) | |||||||||
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| 公開日 | 2025-12-02 | |||||||||
| タイトル | ||||||||||
| タイトル | Electronic structure of quenching carbon with high catalytic performance | |||||||||
| 言語 | en | |||||||||
| 言語 | ||||||||||
| 言語 | eng | |||||||||
| 資源タイプ | ||||||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_6670 | |||||||||
| 資源タイプ | conference poster | |||||||||
| 著者 |
Okazaki Hiroyuki
× Okazaki Hiroyuki
× Muraoka Yuji
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| 抄録 | ||||||||||
| 内容記述 | 燃料電池はカーボンニュートラル社会実現に向けて、水素エネルギーを利活用する有効な技術である。なかでも固体高分子形燃料電池は、燃料電池自動車などに搭載され大規模な市場を牽引することが期待されているが、空気極における酸素還元反応（ORR: O2＋4H+＋4e-→2H2O）を促進する触媒としてPtが大量に用いられ非常に高価なことにあるために、燃料電池自動車は全く普及していない。この中で燃料電池内のORRを促進するPt代替触媒として炭素触媒が注目されているが、Pt系触媒に比べて触媒性能が低すぎるという問題がある。炭素触媒では、ピリジン型N置換によって形成されるフェルミ準位（EF）近傍に局在電子状態がORR活性の起源と考えられている[1]が、置換量の限界やエネルギー準位制御の困難さが課題である。これに対して、最近発見されたクエンチングカーボン（Qカーボン[2]）は、sp3結合とsp2結合による混合ネットワーク内の孤立したsp2結合が形成するEF近傍の局在電子状態を有していて、ホウ素ドープによるキャリヤドーピングによって局在電子状態のエネルギー準位を制御可能であるため、これまでの炭素触媒より高活性な触媒材料になりえ、貴金属フリー触媒として期待できる。 我々はこれまでにグラッシーカーボン（GC）基板上にホウ素ドープQカーボン薄膜を作製し、その燃料電池動作を模擬した電気化学測定を実施し、Pt触媒に近い（約1.0 V）非常に高いORR開始電位を観測した。Qカーボンはダイヤモンドライクカーボン（DLC）薄膜のレーザー加熱による瞬間加熱と急冷によって作製されるため、レーザーの強度斑で不均一な試料であり、Qカーボン部分とDLC部分が存在する。そこで、Qカーボンの電子状態を区別して測定することが必要である考えられるため、NanoTerasuにて、C-K吸収端でのマッピングを行い、Qカーボンの電子状態を区別して観測した。加えて、電気化学測定した試料と同様のホウ素ドープ量のQカーボンのXAFS測定を行い、これまでの炭素材料では観測されていないEF近傍の高い電子状態密度を観測した。このEF近傍の高い電子状態密度が触媒活性の起源であると考えられる。 | |||||||||
| 会議概要（会議名, 開催地, 会期, 主催者等） | ||||||||||
| 内容記述 | QST International Conference 2025 | |||||||||
| 発表年月日 | ||||||||||
| 日付 | 2025-11-26 | |||||||||
