東京大學與豐田汽車公司、豐田中央研發實驗室和量子科學技術研究與開發組織合作，通過氧和水的共存促進聚合物電解質燃料電池的鉑納米粒子正極催化劑的氧化首次通過實驗闡明燃料電池的性能惡化。

　作為高效清潔能源開發的聚合物電解質燃料電池使用碳，其中催化劑的鉑納米顆粒分散在正極中。但是，在使用鉑催化劑的情況下，存在因加濕而產生活化過電壓、電池電壓降低的問題。為了解決這個問題，進行了第一性原理計算，預測鉑催化劑的氧化促進是由氧和水的共吸附引起的，但尚未通過實驗闡明。

　因此，聯合研究組在大型輻射設施 SPring-8 的光束線 BL11XU 上使用了高分辨率熒光 X 射線吸收光譜。將用於正極的平均粒徑為2-3納米的鉑納米粒子與氧氣和水反應，並分析它們的氧化態。

　結果檢測到氧和水的共存促進了鉑的氧化，理論預測得到了實驗證明。還解釋說，造成這種情況的原因是氧氣與水共吸附在鉑上以使其穩定，減緩反應進程，並引起更多的過電壓。

　此外，我們還分析了具有優異催化性能的鉑鈷合金納米顆粒。發現氧和水的共吸附幾乎不促進氧化。還發現隨著納米顆粒催化劑的粒徑增加，水的氧化促進作用減弱。

　基於該結果，通過合金化來減少鉑的使用量並除去鉑催化劑表面的水分的方法的開發正在推進，期待燃料電池的性能提高和成本降低。會減少。

論文信息：【科學報告】原位高能分辨率X射線吸收光譜揭示Pt基納米催化劑的潤濕誘導氧化