MATERIALS素材・マテリアルインフォマティクス 酸素還元反応向け、ニッケル・窒素ドープ炭素ナノチューブ担持白金触媒
- 白金負荷量2.1wt%の超低白金触媒「Pt/Ni-N-CNT」を開発し、商業用Pt/Cを上回るORR活性(半波電位0.846V)を達成
MMMaterials · MDPI · CC BY 4.0
プロトン交換膜燃料電池における酸性酸素還元のためのPt系電極触媒の設計パラダイム
プロトン交換膜燃料電池(PEMFC)の普及には、低コストで高活性なPt系陰極電極触媒の開発が不可欠である。従来のPtの固有構造最適化に加え、最近の設計戦略では、活性サイト組成、触媒-支持体相互作用、界面微小環境の連動制御が重視されている。本稿では、Pt系電極触媒の構造活性相関と触媒機構に関する包括的なレビューを行う。代表的な戦略として、ひずみ/配位子制御、規則格子金属間化合物、コアシェル構造、単原子触媒/合金、高エントロピー合金、軽元素ドーピング、支持体エンジニアリング、表面微小環境制御などを体系的に議論する。従来の形態学的特徴のカタログ化とは異なり、触媒効率を支配する物理化学的起源に深く踏…
FIFrontiers in Materials · CC BY 4.0
MATERIALS素材・マテリアルインフォマティクス 高透明・高通気性を持つハニカム構造ナノファイバー膜による高効率PM0.3捕集
ハニカム構造とトンボの翅にヒントを得て、テンプレート支援型エレクトロスピニングにより、ハニカム構造ナノファイバー膜(NFMs)が作製された。受信機のメッシュサイズを最適化することで、電場の方向分布を制御し、ナノファイバーの整列堆積とランダム配向を同時に促進した。この構造最適化と電場変調の相乗効果により、NFMsはPM0.3捕集効率98.51%以上、圧力損失34 Pa、透明度85%、通気性130.8 mm/sという、高い透明度と通気性を両立した。このバイオインスパイアードハニカム構造NFMsは、空気浄化分野での応用が期待される。
MNNanomaterials · MDPI · CC BY 4.0
MATERIALS素材・マテリアルインフォマティクス 鉄含有炭素繊維(Fe-CNFs)の合成と炭素-水反応のメカニズム解明
- 鉄含有炭素繊維(Fe-CNFs)の合成プロセスにおける炭素-水反応メカニズムを密度汎関数理論(DFT)計算と実験で解明した研究成果が発表された。
MNNanomaterials · MDPI · CC BY 4.0
バイオ由来シリカを直接のゾル-ゲル前駆体として利用し、高効率MSU-Xメソ構造体を組み立てる:米殻廃棄物から機能性ワームホール骨格へのループを閉じる
酸処理された米殻灰から抽出された高純度シリカ(SiO2含有率約98.4%)を、化学修飾なしでMSU-X骨格を合成するための唯一の前駆体として、フッ化物助剤を用いたゾル-ゲル法に利用した。pH、Si/界面活性剤比、熱水温度、熟成時間といったパラメータの系統的な変化により、構造とプロセスの間の定量的相関関係が確立された。最適条件下(pH 2、Si/Tergitol = 8、60°C、96時間)で得られた材料は、BET表面積816 m2 g−1、平均細孔径約3.6 nmのワームホール状メソ構造を持ち、SAXS、TEM、N2吸着により確認された。EDXRF分析では、不純物の効果的な除去と高いシリカ取…
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