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高性能窒素系液体化学水素貯蔵媒体の研究

研究課題

研究課題/領域番号 13F03208
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 エネルギー学
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

徐 強  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 上級主任研究員 (50357232)

研究分担者 SUN Jianke  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 外国人特別研究員
SUN Jianke  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード水素 / 水素貯蔵 / エネルギー
研究実績の概要

来る水素エネルギー社会を支えるキーテクノロジーとして、高効率水素貯蔵技術の確立が求められている。最近、アンモニアボランに代表される化学的水素貯蔵材料は盛んに研究されているが、これらは高い水素密度を有する一方、水素放出温度が高い上、主に固相材料であったため、自動車や携帯用電源等の移動型供給先への充填や生成物の回収・再生が困難であった。そのために、水素含有量が高く、温和な条件下で水素放出が可能で且つ移動型タンクへの充填が容易な液相化学的水素貯蔵材料の開発が強く求められている。本研究では、広い温度領域において液体であり、水素と窒素への選択的分解が可能であり、充填容易且つ生成物(窒素)回収・再生不要であることから水素貯蔵媒体として高い可能性を持つヒドラジン水和物の優れた性質に着目し、高性能化学的水素貯蔵技術の確立を目的としている。金属配位高分子ZIF-8のナノ粒子を合成し、アルゴン雰囲気下、500℃で炭化させることにより、カーボンナノ粒子を合成した。合成したカーボンナノ粒子を担体として用いて、水酸化ナトリウム共存下で白金とニッケル前駆体金属塩の還元によりカーボンナノ粒子担持白金・ニッケル合金触媒を合成した。 30℃でヒドラジン水和物の分解反応を行ったところ、触媒活性・水素生成選択性は、ニッケルと白金との比に依存することが分かった。ニッケルと白金との比が4:6の場合は最も高い触媒活性を示し、早い速度で水素を放出した。放出ガスの体積測定から、ヒドラジンの完全分解反応H2NNH2 → N2 + 2H2が選択的に進行し、水素選択率が100%に達することが確認された。電子顕微鏡観察により、カーボンナノ粒子に担持された白金・ニッケル合金ナノ粒子の平均粒径は2.2 nmであり、高分散状態にあることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Metal Nanoparticles Immobilized on Carbon Nanodots as Highly Active Catalysts for Hydrogen Generation from Hydrazine in Aqueous Solution2015

    • 著者名/発表者名
      Jian-Ke Sun and Qiang Xu
    • 雑誌名

      ChemCatChem

      巻: 7 号: 3 ページ: 526-531

    • DOI

      10.1002/cctc.201402735

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] MOF-derived Carbons as Supports for Immobilizing Metal Nanoparticles: Highly Active Catalysts for Chemical Hydrogen Storage2014

    • 著者名/発表者名
      Jian-Ke Sun, Qiang Xu
    • 学会等名
      4th International Conference on Metal-Organic Frameworks and Open Framework Compounds (MOF2014)
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2014-09-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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