| Project/Area Number |
21J12719
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 26010:Metallic material properties-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
宋 瑞瑞 東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | nanoporous metals / liquid metal dealloying / intermetallics / HER catalyst |
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| Outline of Research at the Start |
LMD は、その応用元素が貴な金属に限定される従来の（電気）化学的脱成分法とは異なり、反応成分元素間の相互作用に則って冶金的に設計された脱合金化方法であるため、卑金属や半金属等のポーラス化をも可能にする。特に、卑金属である上に、高融点金属であって他の金属よりも著しくキネティクスが遅く、従来の（電気）化学的脱成分反応が著しく遅い Mo やその合金においても、LMD を用いれば、高温金属液体中で生じる高速拡散が、ナノポーラス体の形成を容易にすると考えた。適切に合金および組成設計をすれば、ナノポーラス Mo-M 系合金において、触媒活性のみならず安定性をも改善することが可能である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
水素製造反応触媒用のナノポーラスモリブデンコバルト金属間化合物の開発を完了しました。得られたナノポーラス構造の組成が均一であるように見える一連のNi-Co-Mo前駆体合金の製造が完了しました。 LMDプロセス中に温度と時間を調整することにより、ターゲットのナノ構造と組成が得られます。 9つのナノポーラスMo-Coの相組成に対して、d-金属触媒の特別な理論的再調整を実行する必要があります。最適化されたナノ構造と組成が完成し、ナノポーラスモリブデンコバルトの触媒性能が評価されました。上記の触媒の触媒活性と安定性の評価は完了しました。 Mo-Coシステムで得られたメカニズムは、Mo-FeシステムとMo-Crシステムにまで及びます。材料の調製条件を最適化することにより、より小さなサイズのMo-Co多孔質構造が得られ、その電極触媒性能が最適化されました。対称性と軌道の重なりの相組成が異なるため、異なる触媒活性が得られます。上記の材料を調製するための液体金属脱合金の熱力学および動力学を研究した。学術雑誌(Song, Ruirui, Jiuhui Han, Masayuki Okugawa, Rodion Belosludov, Takeshi Wada, Jing Jiang, Daixiu Wei et al. "Ultrafine nanoporous intermetallic catalysts by high-temperature liquid metal dealloying for electrochemical hydrogen production." Nature communications 13, no. 1 (2022): 5157.)の発表が1件完了しました。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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