【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.22】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NU0066
利用課題名 / Title
非白金触媒を用いた燃料電池の電極
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
ナノ粒子/ Nanoparticles,電子顕微鏡/ Electronic microscope,電子回折/ Electron diffraction,燃料電池/ Fuel cell,電子分光/ Electron spectroscopy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
蔡 尚佑
所属名 / Affiliation
名古屋大学 未来社会創造機構
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
樋口公孝,山本裕太
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究では、燃料電池触媒として期待されるPtPdCu三元合金ナノ粒子の微細構造および組成均一性を評価するため、透過型電子顕微鏡（TEM）を用いた構造解析と元素マッピングを実施した。合成された触媒試料をアルコール系溶媒に分散させ、Cuグリッド上に滴下・乾燥させた後、高分解能TEM装置（JEM-2100F/HK、加速電圧200 kV）を用いてTEMおよびSTEM観察、さらにEDSマッピング分析を行った。
実験 / Experimental
PtPdCu三元合金ナノ粒子はソリューションプラズマプロセス（SPP）によって合成された。この手法は、前駆体溶液にプラズマを直接照射することで、迅速かつ効率的にナノ粒子を形成する合成法である。前駆体の濃度比や放電条件を適切に制御することで、目的とする組成比と粒径を得ることが可能である。合成後の試料はアルコール溶媒中で超音波分散し、Cuグリッド上に滴下・自然乾燥させた後、TEMおよびSTEMによって粒子形態と分布状態を観察し、EDSマッピングにより元素分布を評価した。
結果と考察 / Results and Discussion
TEMおよびSTEM画像から、PtPdCuナノ粒子は直径3〜5 nmの範囲で比較的均一な粒径分布を示し、分散性にも優れていることが確認された。高分解能観察により、各粒子は結晶性を有していることが示唆された。EDSマッピング分析では、Pt・Pd・Cuの3元素が粒子内で均一に分布している様子が明確に観察され、三元合金として良好に形成されていることが分かった。これらの結果から、構造的および化学的に均一なPtPdCu合金ナノ粒子は、酸素還元反応（ORR）などの電極反応において高い性能と耐久性を発揮する触媒材料として有望であることが示された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
なし。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Junzo Ukai, Nitrogen-Doped Carbon Nanothin Film as a Buffer Layer between Anodic Graphite and Solid Electrolyte Interphase for Lithium–Ion Batteries, ACS Omega, 9, 24372-24378(2024).
DOI: https://doi.org/10.1021/acsomega.3c10502
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Junzo Ukai, Nitrogen-Doped Carbon Nanothin Film as a Buffer Layer between Anodic Graphite and Solid Electrolyte Interphase for Lithium–Ion Batteries, ACS Omega, 9, 24372-24378(2024).
DOI: https://doi.org/10.1021/acsomega.3c10502
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- S. Back, S, Chae and N. Saito, The International Symposium on Biomimetic Material Processing 2025, 2025年1月22日（発表日）
- F. Wang, S, Chae and N. Saito, The International Symposium on Biomimetic Material Processing 2025, 2025年1月22日（発表日）
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件