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高性能ホウ素-窒素系水素貯蔵材料の研究

Research Project

Project/Area Number 13F03509
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Energy engineering
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

徐 強  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電池技術研究部門, 上級主任研究員 (50357232)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) ZHU QILONG  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電池技術研究部門, 外国人特別研究員
ZHU Qilong  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 外国人特別研究員
ZHU Qilong  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Keywords水素 / 水素貯蔵 / エネルギー
Outline of Annual Research Achievements

来る水素エネルギー社会を支えるキーテクノロジーとして、高効率水素貯蔵技術の確立が求められている。これまで報告されている化学的水素貯蔵材料は水素放出温度が高い上、燃料電池電極触媒の被毒成分の発生が問題となっている。そのために、水素含有量が高く、温和な条件下で水素放出が可能で且つ燃料電池電極触媒の被毒成分を副生しない化学的水素貯蔵材料の開発が強く求められている。本研究では、ホウ素-窒素系化学水素化物を有望な化学的水素貯蔵材料として取り上げ、ホウ素-窒素系化学水素化物の常温での選択的脱水素化・水素発生触媒を開発し、高性能水素貯蔵材料・技術の確立を目的としている。ジアミンを用いてグラフェンを修飾することにより、グラフェン上にサイズの小さい金属ナノ粒子を固定化し、アンモニアボランの加水分解・水素発生反応に高い活性を示す触媒を開発した。まず、ジアミンを用いてグラフェンを修飾した。グラフェンに連結したアミン基と金属イオンとの配位効果を利用して、シンプルな還元過程によって、銅―コバルトナノ粒子をグラフェンに固定化した。TEM測定によって粒子径が極めて小さく、且つ粒子径分布が均一であることが確認された。合成されたジアミン修飾グラフェン担持銅―コバルトナノ粒子触媒は、アンモニアボランの加水分解・水素発生反応に優れた触媒性能を示し、極めて高いターンオーバー頻度(TOF)を示した。ジアミンは銅―コバルトナノ粒子の高分散に寄与し、また銅とコバルトとの金属間相乗効果は高い触媒性能に寄与することが明らかになった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Immobilizing Extremely Catalytically Active Palladium Nanoparticles to Carbon Nanospheres: A Weakly-Capping Growth Approach2015

    • Author(s)
      Qi-Long Zhu, Nobuko Tsumori, Qiang Xu
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 137 Issue: 36 Pages: 11743-11748

    • DOI

      10.1021/jacs.5b06707

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Controlled Synthesis of Ultrafine Surfactant-Free NiPt Nanocatalysts toward Efficient and Complete Hydrogen Generation from Hydrazine Borane at Room Temperature2014

    • Author(s)
      Qi-Long Zhu, Di-Chang Zhong, Umit B. Demirci, and Qiang Xu
    • Journal Title

      ACS Catal.

      Volume: 4 Issue: 12 Pages: 4261-4268

    • DOI

      10.1021/cs501329c

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Highly-dispersed AuNi Nanoparticles Encapsulated in Metal-Organic Framework as High-performance Catalyst for Hydrogen Generation from Boron-Nitrogen-based Hydride2015

    • Author(s)
      Qi-Long Zhu, Qiang Xu
    • Organizer
      錯体化学会第65回討論会
    • Place of Presentation
      奈良女子大学(奈良県奈良市)
    • Year and Date
      2015-09-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Highly-dispersed AuNi Nanoparticles Encapsulated in Metal-Organic Framework as High-performance Catalyst for Hydrogen Generation from Boron-Nitrogen-based Hydride2014

    • Author(s)
      Qi-Long Zhu, Qiang Xu
    • Organizer
      4th International Conference on Metal-Organic Frameworks and Open Framework Compounds (MOF2014)
    • Place of Presentation
      Kobe, Japan
    • Year and Date
      2014-09-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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