Distinct electrocatalytic functions enabled by sub-10 nm metal oxide/hydroxide nanoparticle assemblies

• Project/Area Number: 25K01859
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 36010:Inorganic compounds and inorganic materials chemistry-related
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 樽谷 直紀 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (60806199)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 大貴 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, 主幹研究員 (50873684)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2027: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2026: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
• Keywords: 無機ナノ粒子 / ナノ粒子膜 / 電極触媒 / 自己組織化

Outline of Research at the Start

酸素生成反応は水電解による水素製造のボトルネックであり、これを効率化する触媒開発が盛んである。優れた触媒の開発には単一材料のみではなく、異種材料の複合設計が重要であるがその指針はいまだ明確ではない。本研究では10 nm以下の粒子（サブ10 nm粒子）の複合体が示す特異な現象に注目し、研究代表者が発見したサブ10 nm粒子合成手法と粒子膜作製の技術をもとに、異種粒子の複合膜電極触媒を開発する。材料としては遷移金属水酸化物/酸化物にフォーカスし、粒子間距離やサイズ差などが複合膜触媒の活性に与える効果を明確にすることで、触媒活性を最大化するための複合設計の指針を新たに提案する。