2015 Fiscal Year Research-status Report
多様な炭素資源からの水素製造を指向した次世代触媒の開発
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15K17894
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大野 智也 北見工業大学, 工学部, 准教授 (90397365)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 液相合成 / 還元析出 / ペロブスカイト型酸化物 / 触媒 / エタノール水蒸気改質 / 分散性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請研究では、還元析出法をペロブスカイト型酸化物に適用する事で、ペロブスカイト触媒表面への金属触媒成分の高分散化を検討した。本申請研究では金属触媒成分をNiとCo、ペロブスカイト型酸化物をLaAlO3として研究を実施した。本年度の研究成果として、液相合成により目的のペロブスカイト型酸化物の合成に成功し、還元析出による金属触媒成分の触媒表面への析出を確認した。またTEM観察より、本研究で作製した触媒は、従来の含侵担持法により作製した触媒と比べて高い金属成分の分散性である事を確認した。すなわち申請書に記載した、初年度における研究目標である、目的とする触媒材料を液相合成するための前駆体溶液の分子設計は完全に達成された。また得られた触媒の還元処理による還元率について真空装置及び断面TEM観察により評価したところ、還元析出により触媒表面のみが還元され金属成分が析出するものの、主相はペロブスカイト型構造を維持する事を確認し、目的とした材料が得られた事が確認出来た。
さらに平成28年度の研究目標である、得られた触媒材料のエタノール水蒸気改質プロセスにおける触媒特性の評価についても、前倒しで実施した所、還元析出を用いた触媒において、従来の含侵担持法により作製した触媒よりも高い触媒特性が得られた。平成27年度ではNiをドープした触媒について評価しているため、今後Coをドープした触媒についても同様の評価を実施する。
また初年度の研究目標として設定した、次年度以降に使用予定のテンプレート粒子となる有機粒子の合成についても、本申請研究予算で購入した超音波ホモジナイザーを使用する事で粒径100nm以下の有機粒子の合成及び粒径制御に成功しており、こちらの研究目標についても達成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
申請書に記載した平成27年度の研究目標である『金属触媒成分を結晶格子中にドープしたペロブスカイト型酸化物材料の液相合成』『テンプレート粒子となる有機粒子の粒径制御』のいずれも達成された。また平成28年度の研究目標として記載した『作製した触媒材料の触媒特性の評価』についても一部前倒しで実施しており、当初の研究計画以上に進展していると考えられる。またここで得られた触媒特性は、申請書に記載した最終目標となる触媒特性には達していないものの、従来の触媒で得られる特性を上回る事を確認した。
また液相合成に関わる項目においては、金属触媒成分の種類により最適な合成条件が異なる事について確認しており、本申請研究で設計した前駆体溶液開発は、これ以外の材料合成にも有益な知見となる事を示唆する結果が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
申請書では作製した触媒材料をテンプレート法を用いて二次粒子の設計を行い、これにより高表面積化を実現する事を記載している。平成27年度においてテンプレート粒子となる有機粒子の粒径制御について一定の成果が得られている事から、申請書に記載した通りに二次粒子の設計を行っていくが、本申請研究で作製した触媒材料は液相合成を用いているため、前駆体は液体状態である。すなわち、細孔を有するメソポーラスシリカなどとの組み合わせも可能である事から、申請書に記載した研究計画とは別に、これらメソポーラスシリカなどとの組み合わせについても検討し、触媒材料の高表面積化を実施する。
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| Causes of Carryover |
超音波ホモジナイザーを購入した際、消音ボックスを別経路で取得したため購入する必要が無くなり、物品費において当初の計画と使用額に差異が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初の計画以上に研究が進行しているため、ここで得られた成果を発表するための旅費として使用する。
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