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PtNix「コア・シェル」カーボンナイトライド/カーボン担持電極触媒の再構造化と酸素還元性能に及ぼす電気化学的活性化手法の影響

Effects of Electrochemical Activation Methods on the Restructuring and Oxygen Reduction Performance of PtNi x “Core–Shell” Carbon‐Nitride/Carbon Supported Electrocatalysts (原題)

Enrico Negro, Angeloclaudio Nale, Gioele Pagot, Giuseppe Pace, Paweł J. Kulesza, Iwona Agnieszka Rutkowska, Vito Di Noto

ChemElectroChem📚 査読済 / ジャーナル2026-11-05#水素Origin: EU経営インパクト: コスト削減対象セクター: power
DOI: 10.1002/celc.70338
原典: https://doi.org/10.1002/celc.70338

🤖 gxceed AI 要約

日本語

カーボンナイトライド殻でPtNix活性サイトを配位させたコア・シェル型電極触媒を合成し、流通式電気化学セルで3種の活性化法(可逆電位掃引・定電位・定電流)を比較した。いずれもNi溶出とPtリッチ構造への再構築を促し、ORR活性はPt/Cを大きく上回った。単セルPEMFC試験では高電流域で手法依存差が生じ、定電位法が最も有望な実装手法と結論づけた。

English

Hierarchical PtNix carbon-nitride/carbon core–shell electrocatalysts were synthesized and activated via three flow-through electrochemical methods (reversible sweep, constant potential, constant current). All induced Ni leaching and restructuring to Pt-rich nanostructures, yielding ORR activity well above Pt/C. Single-cell PEMFC tests showed method-dependent differences at high current, with constant-potential activation the most promising scalable route.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

燃料電池は水素社会・再エネ大量導入下の調整力として日本のGX政策(水素基本戦略、グリーン成長戦略)に位置づけられる。本論文は触媒耐久性・活性化プロセスの知見を提供し、国内FCV・定置用FC産業の技術競争力に関わる。

In the global GX context

Low-Pt electrocatalyst durability and scalable activation are central to bringing green hydrogen and fuel cells into transition finance and decarbonization roadmaps. This adds materials-level evidence on how activation protocol choice affects performance, relevant to cost-down trajectories for PEMFC deployment.

👥 読者別の含意

🔬研究者:活性化プロトコルがPt合金触媒の再構築とMEA性能に与える影響を定量比較する手法として参考になる。

🏢実務担当者:燃料電池・水素関連事業者は触媒活性化工程の選択が高電流性能に影響する点を開発計画に反映できる。

📄 Abstract(原文)

This work presents hierarchical PtNi 10 ‐CN l 900/H d electrocatalysts (ECs) for the oxygen reduction reaction (ORR), where “l” denotes low N (<5 wt%), “900” the final pyrolysis temperature in °C, and “H d ” the 1:1 Gr/C support. Their “core–shell” architecture combines defective graphene nanoplatelets (Gr) and Vulcan XC‐72R carbon black (C), exploiting complementary functions, with a carbon nitride (CN) “shell” coordinating PtNi x active sites. The common precursor P derives from a 3D‐crosslinked zeolitic inorganic‐organic polymer electrolyte (Z‐IOPE) embedding the nanocomposite carbon “core” and contains Ni‐rich, sub‐micrometric PtNi 10 domains. A flow‐through electrochemical setup activates P through reversible‐potential‐sweep (RS), constant‐potential (CP), and constant‐current (CC) methods. These elementary profiles are investigated as modular building blocks for specific EC systems. The recovered powders undergo extensive conventional physicochemical characterization and are incorporated into membrane‐electrode assemblies (MEAs) using conventional procedures. “Ex ‐situ” analyses demonstrate extensive Ni removal and restructuring toward Pt‐rich nanostructures, while rotating ring–disk electrode (RRDE) measurements reveal markedly higher ORR activity than Pt/C. Single‐cell proton‐exchange membrane fuel cell (PEMFC) testing reveals method‐dependent differences under transport‐sensitive high‐current conditions. CP provides the most favorable overall compromise and remains the most promising building block for custom, potentially scalable activation methods.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。