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白金合金ナノワイヤ（NW）触媒は、固体高分子形燃料電池の性能を向上させますが、超微細PtNi-NW触媒、特にNi含有量の高いものは、電気化学プロセス中に著しいNi浸出を経験することがよくあります。本研究では、単純なポストアニールプロセスにより、PtNi NW上にPtリッチな表面層を形成することに成功しました。二体分布関数（PDF）解析により、面心立方（fcc）構造を持つPt表面層と、内部の体心立方（bct）PtNiおよびfcc Ni相が明らかになりました。従来の蛍光検出（HERFD）XASを含むオペランドX線吸収分光法（XAS）を使用して、酸素還元反応（ORR）条件下での触媒の電子状態と構造変化を調べました。その結果、Pt-NW/C触媒のPtリッチな表面層は、Pt-Pt結合長が短いため、高い分極電位でのPt酸化を効果的に抑制し、Niの浸出を抑制することが明らかになり、ORR比活性が2.07 mA cmPt-2と大幅に向上しました。これは、Pt-NW/C触媒と市販のPt/C触媒に比べて、それぞれ2.5倍と7倍の活性向上に相当します。

Rights:

• In Copyright
  

Keyword: 燃料電池, カソード触媒, PtNi合金, ナノワイヤ, 構造解析

Date published: 2024-09-30

Publisher: Royal Society of Chemistry (RSC)

Journal:

• Journal of Materials Chemistry A (ISSN: 20507488) vol. 12 issue. 43 p. 29843-29853

Funding:

• New Energy and Industrial Technology Development Organization 20001199-0
• New Energy and Industrial Technology Development Organization 20001310-0

Manuscript type: Author's version (Accepted manuscript)

MDR DOI: https://doi.org/10.48505/nims.5202

First published URL: https://doi.org/10.1039/d4ta03538k

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Updated at: 2025-09-30 08:30:20 +0900

Published on MDR: 2025-09-30 08:19:17 +0900