有機分子と遷移金属原子による二次元重合を用いて構造制御したモデル触媒

Research Project

Project/Area Number	25K08481
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 29020:Thin film/surface and interfacial physical properties-related
Research Institution	Japan Atomic Energy Agency
Principal Investigator	矢野雅大国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究所先端基礎研究センター, 研究職 (30783790)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	保田諭国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究所先端基礎研究センター, 研究主幹 (90400639)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2028-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2027: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2026: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000) Fiscal Year 2025: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords	触媒 / 二次元 / ナノ構造 / 走査型トンネル顕微鏡 / 電気化学
Outline of Research at the Start	グラフェンの一部をNドープし、遷移金属（M）を配位させたM-N-C構造は、白金を凌駕する酸素還元活性など優れた触媒特性を示すことから、次世代の分散型エネルギー変換技術の中核として期待される。特に、Mに対して4つのNが隣接するM-N4-C構造は理論的に高活性が示唆されているが、従来手法では不均一な構造が不可避であり、純粋なM-N4-C構造の本質的評価には至っていない。本研究では、基板上での分子重合により構造が明確に定義された二次元触媒膜を構築し、M-N4-C構造の活性と反応選択性を実験的に定量化する。これにより、構造・機能相関に基づく触媒設計指針を確立し、高性能・高選択性触媒開発の加速を図る。