5研究成果／次世代電池

R-22

2026

Pt₃Co合金の加熱その場観察による規則相形成過程の解明

アピールポイント

Pt₃Co規則相の急速成長・ドメインの成長を原子分解能で可視化
【技術シーズ：透過電子顕微鏡／加熱その場計測】

背景・課題

・Pt₃Co合金は、高い触媒性能を有し、さらに高価なPtの使用量削減が可能な触媒として、固体高分子形燃料電池カソードへの実用化が期待

・Pt₃Co合金は、PtとCoが規則的に配列をした結晶相（規則相）を形成させると触媒性能が向上、規則相形成が不十分だと性能を引き出せない。

・触媒性能向上に資する、高度な規則化のための熱処理条件の設計には、詳細な規則相形成過程の把握が不可欠

解決手段

・透過電子顕微鏡加熱その場観察によるPt₃Co規則相形成過程の直接可視化

成果・新規性

①加熱時のPt₃Co規則化過程を原子分解能レベルで観察に成功

②規則相が核生成した直後、急速に成長し、逆位相ドメイン境界を形成し大きなドメインへと成長することを解明

Pt₃Co [110] 不規則相・規則相・逆位相境界（ADF-STEM像）

Pt₃Co単結晶[110] 加熱場中の規則相形成の時間発展（ADF-STEM像）

→微小な規則相の急速な成長、逆位相境界の形成、ドメインの統合と粗大化がADF-STEMで観察できている

期待される市場・応用

・固体高分子形燃料電池

・合金材料・触媒材料

・触媒材料

謝　辞：本研究はJSPS科研費（JP22H04914, JP23H00241）の助成、また、ATLA安全保障技術研究推進制度（JPJ004596）により導入した装置を利用して行われたものである。

担当者：伊藤大智、桑原彰秀、小林俊介