Presentation Information
[1202]Effects of Heat Treatment on the Structural Changes in RuN Thin Films and Their Oxygen Evolution Characteristics
○Daisuke Miura1, Michihisa Fukumoto1, Hiroki Takahashi1 (1. Akita university)
Chairperson: 八木俊介（東京大学）
Keywords:
PEM Water Electrolysis,Oxygen-evolving reaction,RuN Thin Film,Pulsed DC Sputtering,Heat treatment
現在日本では発電量の多くを火力発電に依存しており，再生可能エネルギーの導入拡大に加えて，その出力変動を補うエネルギー貯蔵技術の確立が求められている。その中で，水を電気分解して水素を製造する PEM 水電解は，高効率・小型化・低温運転が可能な水素製造技術として注目されている。一方で，陽極で進行する酸素発生反応（ OER）は反応速度が遅く，大きな過電圧を必要とする。また，Ir や Pt などの高価な貴金属触媒の使用量削減や，酸性環境下における触媒耐久性の向上が課題である。そこで本研究では，高活性かつ高耐久な OER 触媒の開発を目的として，RuN 薄膜に着目した。RuN 薄膜をパルス DCスパッタリングにより作製し，Ar または N₂ 雰囲気中で 400 ℃，2 時間の熱処理を行うことで，組成・結晶構造および酸素発生特性に及ぼす熱処理雰囲気の影響を調査した。その結果，熱処理により N/Ru 比が低下し，RuN 構造の崩壊および金属 Ru 相の析出が確認された。また，未熱処理試料が最も低い過電圧と小さいターフェル勾配を示し，優れた OER活性を有することが明らかとなった。以上より，RuN 薄膜においては，窒素量および結晶構造の維持が OER 特性の向上に重要であることが示唆された。