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公開番号2024105135
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-06
出願番号2023009713
出願日2023-01-25
発明の名称Pt合金単結晶の製造方法
出願人国立大学法人千葉大学
代理人個人,個人,個人
主分類C22C 1/02 20060101AFI20240730BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】ORR活性が向上したPt合金単結晶を安定に製造する。
【解決手段】Ni、CoおよびFeから選択される遷移金属により少なくとも一部が被覆されたPt単結晶コアを準備する工程、および上記Pt単結晶コアと上記遷移金属とを溶融固化してPt合金単結晶を得る工程を含む、Pt合金単結晶の製造方法。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
Ｎｉ、ＣｏおよびＦｅから選択される遷移金属により少なくとも一部が被覆されたＰｔ単結晶コアを準備する工程、および
前記Ｐｔ単結晶コアと前記遷移金属とを溶融固化してＰｔ合金単結晶を得る工程
を含む、Ｐｔ合金単結晶の製造方法。
続きを表示（約 480 文字）【請求項２】
前記遷移金属が、ＮｉおよびＣｏから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記遷移金属がＮｉである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記Ｐｔ単結晶と、前記遷移金属との物質量比（Ｐｔ／遷移金属）が、９１／９～６５／３５である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記Ｐｔ単結晶と、前記遷移金属との物質量比（Ｐｔ／遷移金属）が３／１である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記遷移金属が線状である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項７】
前記遷移金属が前記Ｐｔ単結晶コアの外周に巻き付くことにより前記Ｐｔ単結晶コアを被覆する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項８】
前記Ｐｔ単結晶コアと前記遷移金属との溶融が、アルゴンおよび／またはアルゴン水素混合気体の存在下で実施される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項９】
請求項１または２に記載の方法により得られる、Ｐｔ合金単結晶。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、Ｐｔ合金単結晶の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、水素と酸素を化学反応させて水を生成する際に生じるエネルギーを取り出して発電する装置である。燃料電池は、発電時に水しか排出しないため、地球温暖化対策の一環として注目されている。しかしながら、燃料電池の電極には、触媒材料として白金（Ｐｔ）等高価で資源量の乏しい材料が使用されているため、触媒使用量を低減することは燃料電池の普及に向けた課題の一つである。
【０００３】
ニッケル（Ｎｉ）やコバルト（Ｃｏ）と、Ｐｔとの合金がＰｔ単独に比べ高い耐ＣＯ被毒性と高い酸化還元反応（ＯｘｙｇｅｎＲｅｄｕｃｔｉｏｎＲｅａｃｔｉｏｎ；以下「ＯＲＲ」とも称する）活性を有する場合があることが知られている。そこで、当該技術分野においては、より高性能な触媒を開発し、触媒の使用量の低減を図る観点から、Ｐｔ合金の表面構造およびＯＲＲ活性の関係性について様々な研究が行われている。
【０００４】
例えば、非特許文献１には、Ｐｔ
３
Ｎｉ合金は、Ｐｔ
３
Ｎｉ線を溶融固化することにより製造されたＰｔ
３
Ｎｉ単結晶の面方位とＯＲＲ活性との関係について開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．，７１６，５８（２０１４）
【発明の概要】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１の方法により製造されたＰｔ合金単結晶は結晶性が悪く、ＯＲＲ活性評価の結果のバラつきも多くＯＲＲ活性も低いことが、本開示者らの検討により明らかとなった。
【０００７】
そこで、本開示は、優れたＯＲＲ活性を有するＰｔ合金単結晶を安定に製造することを一つの目的としている。
【０００８】
本発明者らは、鋭意研究した結果、Ｐｔ単結晶コアと、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）および鉄（Ｆｅ）から選択される遷移金属とを特定の手法により物理的に接触させて溶融固化すると、優れたＯＲＲ活性を有するＰｔ合金単結晶を安定に製造しうることを見出した。本開示はかかる知見に基づくものである。
【０００９】
本開示の一実施態様によれば、Ｐｔ合金単結晶の製造方法であって、Ｎｉ、ＣｏおよびＦｅから選択される遷移金属により少なくとも一部が被覆されたＰｔ単結晶コアを準備する工程、および
上記Ｐｔ単結晶コアと上記遷移金属とを溶融固化してＰｔ合金単結晶を得る工程
を含む方法が提供される。
【００１０】
本開示の一実施態様によれば、上記製造方法により得られるＰｔ合金単結晶が提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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