| Project Area | Surface hydrogen engineering: Utilization of spillover hydrogen and verification of quantum tunneling effect |
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| Project/Area Number |
21H05098
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
Mori Kohsuke 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90423087)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 秀人 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (00452425)
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| Project Period (FY) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥36,400,000 (Direct Cost: ¥28,000,000、Indirect Cost: ¥8,400,000)
Fiscal Year 2023: ¥12,090,000 (Direct Cost: ¥9,300,000、Indirect Cost: ¥2,790,000)
Fiscal Year 2022: ¥13,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000、Indirect Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2021: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
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| Keywords | スピルオーバー / 水素拡散 / 特殊合金ナノ粒子 / 量子トンネル効果 / 水素スピルオーバー / 表面水素工学 / ハイエントロピー合金 / 特殊合金 / ハイエントロピー合金ナノ粒子 / 金属触媒 |
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| Outline of Research at the Start |
触媒分野では古くから知られる『水素スピルオーバー』現象の全容は未だ解明されておらず、またその利用は極めて限定的である。本申請課題では、高速に固体表面を移動する高密度かつ高活性なスピルオーバー水素を使いこなすための学理(表面水素工学)構築と、革新的応用分野の開拓をターゲットに、『制御因子の解明』、『特殊合金ナノ粒子合成への応用』を第一の目的とする。また、古典的熱力学に従わず、ポテンシャル障壁を透過して化学反応が進行する『量子トンネル効果』の寄与を実験的に検証することでその発現因子を突き止め、反応制御の可能性を実証することを第二の目的とする。
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| Outline of Final Research Achievements |
The full scope of the “hydrogen spillover'” phenomenon, which has been known for a long time in the field of catalysts, has not yet been elucidated, and its use is extremely limited. In this research, we aim to establish a theory (surface hydrogen engineering) for making full use of high-density and highly active spillover hydrogen that moves at high speed on solid surfaces, and to develop innovative application fields, elucidation of controlling factors and application to synthesis of special alloy nanoparticles was investigated for the first time. In addition, by experimentally verifying the contribution of “quantum tunneling'”, in which chemical reactions proceed through potential barriers without following classical thermodynamics, we will identify the factors that cause it and demonstrate the possibility of reaction control.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究成果で得られた知見は全くの未知であり学術的価値は極めて高く、環境、エネルギーを指向した新しい魅力ある研究分野を創成できる。また、『水素スピル―オーバー』の利用による新しい材料の開発は、既存プロセスの高効率化・省エネ化・低コスト化を実現する可能性を秘め、先進的なマテリアルサイエンス分野へも多大な波及効果をもたらす。さらに、『制御因子の解明』に関する成果は新たな研究分野の創出が期待でき、学術的な波及効果は極めて高い。また、近い将来実現されうる水素社会のさらにその先を見据えた次世代水素社会のキーテクノロジーとなる。
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