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Development of novel metal nanoparticle-loaded LDH nanosheet electrocatalylsts

Research Project

Project/Area Number 18K14323
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 36020:Energy-related chemistry
Research InstitutionHokkaido University (2019)
Kyushu University (2018)

Principal Investigator

Kitano Sho  北海道大学, 工学研究院, 特任助教 (50736840)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords電極触媒 / ナノシート / 酸素発生反応 / ナノ粒子 / 層状複水酸化物 / 金属ナノ粒子
Outline of Final Research Achievements

In this study, we synthesized novel highly active electrocatalysts for the oxygen evolution reaction (OER), metal nanoparticle-loaded layered double hydroxide (LDH) nanosheets. Loading of metal nanoparticles enabled to enhance catalytic activities of LDH nanosheets composed of Co2+ or Ni2+ as divalent metal ions. We found that enhancement of catalytic activities was achieved by construction of effective electrode structure for OER and change in electronic states of active sites due to charge transfer between nanosheets and nanoparticles.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

金属空気電池は、現在実用化されているリチウムイオン電池の5倍以上の電気容量を持ち、将来の再生可能エネルギー社会において重要な位置を占める技術である。金属空気電池における最大の課題は、充電時に進行するOERにおけるエネルギーロスであり、OERを低過電圧で進行させる電極触媒の開発は、金属空気電池の実用化に不可欠である。本研究は、低下電圧でOERを進行させる高活性な電極触媒を開発すると共に、電極触媒の開発アプローチに新たな指針を与えるものである。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2019 2018

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] 金属クラスター担持層状複水酸化物ナノシート電極における酸素発生反応2019

    • Author(s)
      北野翔、山内美穂
    • Organizer
      ナノ学会第17回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属クラスター担持によるLDHナノシート電極上での酸素発生反応の促進2019

    • Author(s)
      北野翔、山内美穂
    • Organizer
      第124回触媒討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Metal-cluster-loading effects on layered double hydroxide nanosheet electrocatalysts for oxygen evolution reaction2019

    • Author(s)
      Sho Kitano, Miho Yamauchi
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Catalytic activity enhancement in oxygen evolution reaction on LDH nanosheets by metal-cluster loading2018

    • Author(s)
      Sho Kitano, Miho Yamauchi
    • Organizer
      AMERICAS INTERNATIONAL MEETING ON ELECTROCHEMISTRY AND SOLID STATE SCIENCE 2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 金属クラスター担持層状複水酸化物ナノシート電極触媒上における酸素発生反応2018

    • Author(s)
      北野 翔, 山内 美穂
    • Organizer
      第59回電池討論会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 金クラスター担持層状複水酸化物ナノシート電極触媒を用いた酸素発生反応2018

    • Author(s)
      北野 翔, 山内 美穂
    • Organizer
      第122回触媒討論会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 酸素発生反応のための金クラスター担持LDHナノシートにおける電極触媒特性2018

    • Author(s)
      北野 翔, 山内 美穂
    • Organizer
      2018年電気化学秋季大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 金クラスター担持によるLDHナノシート電極上での酸素発生反応の促進2018

    • Author(s)
      北野 翔, 山内 美穂
    • Organizer
      第12回分子化学討論会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-02-19  

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