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J-GLOBAL ID：202002214089322287   整理番号：20A0299424

酸素還元と燃料電池運転条件下でのTwistyナノワイヤ合金触媒の高活性と耐久性の起源【JST・京大機械翻訳】

Origin of High Activity and Durability of Twisty Nanowire Alloy Catalysts under Oxygen Reduction and Fuel Cell Operating Conditions

著者 (19件)： Kong Zhijie (College of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan University, China) ,  Kong Zhijie (Department of Chemistry, State University of New York at Binghamton, New York, United States) ,  Maswadeh Yazan (Department of Physics, Central Michigan University, Michigan, United States) ,  Vargas Jorge A. (Department of Physics, Central Michigan University, Michigan, United States) ,  Shan Shiyao (Department of Chemistry, State University of New York at Binghamton, New York, United States) ,  Wu Zhi-Peng (Department of Chemistry, State University of New York at Binghamton, New York, United States) ,  Kareem Haval (CCDC Army Research Laboratory, Maryland, United States) ,  Leff Asher C. (CCDC Army Research Laboratory, Maryland, United States) ,  Tran Dat T. (CCDC Army Research Laboratory, Maryland, United States) ,  Chang Fangfang (Department of Chemistry, State University of New York at Binghamton, New York, United States) ,  Yan Shan (Department of Chemistry, State University of New York at Binghamton, New York, United States) ,  Nam Sanghyun (Department of Chemistry, State University of New York at Binghamton, New York, United States) ,  Zhao Xingfang (Department of Chemistry, State University of New York at Binghamton, New York, United States) ,  Lee Jason M. (Department of Chemistry, State University of New York at Binghamton, New York, United States) ,  Luo Jin (Department of Chemistry, State University of New York at Binghamton, New York, United States) ,  Shastri Sarvjit (X-ray Science Division, Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory, Illinois, United States) ,  Yu Gang (College of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan University, China) ,  Petkov Valeri (Department of Physics, Central Michigan University, Michigan, United States) ,  Zhong Chuan-Jian (Department of Chemistry, State University of New York at Binghamton, New York, United States)
資料名： Journal of the American Chemical Society  (Journal of the American Chemical Society)
巻： 142  号： 3  ページ： 1287-1299  発行年： 2020年 
JST資料番号： C0254A  ISSN： 0002-7863  CODEN： JACSAT  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 合金触媒の表面組成と形態を制御する能力は,酸素還元反応(ORR)と燃料電池のための触媒の高い活性と耐久性を達成するために重要である。本報告では,制御可能な二金属組成を有するツイストなナノワイヤ(TNW)形状の白金-鉄(PtFe)合金触媒(PtFe TNWと表示)を製造するための効率的な界面活性剤フリー合成ルートについて述べた。約24%Ptの最適初期組成を有するPTFE TNWは,これまで報告されているORRまたは燃料電池運転条件下で,全てのPTFEベースナノ触媒の中で,最高の質量活性(3.4A/mg_Pt,約20倍高い)および最高の耐久性(40000サイクル後の活性の<2%損失および1200サイクル後の<30%損失)を示した。ex situ及びin situシンクロトロンX線回折と原子対分布関数(PDF)解析及び3Dモデリングを用いて,PtFe TNWは混合面心立方(fcc)-体心立方(bcc)合金構造及び顕著な格子歪を示すことを示した。著しい発見は,活性が合成された触媒の組成に強く依存し,この依存性は,ORRまたは燃料電池運転条件下での異なる触媒の組成とそれらの格子定数の変化にもかかわらず,変化しないままである。特に,燃料電池運転条件下での脱合金化は,表面形態の微妙な違いを持つ最終的なfcc合金構造をもたらす相分離領域で始まる。その後の再合金化とTNWsの形態により,合成したままの触媒で観察された表面格子歪は大きく保存されている。この歪とTNWによって示された特別なファセットは,観察された活性と耐久性強化の原因であると信じられる。これらの知見は,ナノ合金触媒の構造,活性および耐久性の間の相関への新しい洞察を提供し,それらの合金構造および形態を制御することにより,非常に活性で耐久性のある低Pt含有量ナノワイヤ触媒を開発するために,進行中の努力をエネルギー化することが期待される。Copyright 2020 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 界面活性剤 ,  合金化 ,  *合金 ,  *ナノワイヤ ,  ポリテトラフルオロエチレン ,  格子定数 ,  相分離 ,  格子歪 ,  ファセット ,  耐久性 ,  *触媒 ,  *燃料電池 ,  白金
準シソーラス用語： 合金ナノ粒子 ,  ナノ触媒 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： 電気化学反応  (CB07050F) ,  燃料電池  (YB04040V)

タイトルに関連する用語 (6件)： 酸素還元 ,  燃料電池 ,  ナノワイヤ ,  合金触媒 ,  活性 ,  起源