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高性能ホウ素-窒素系水素貯蔵材料の研究

研究課題

研究課題/領域番号 13F03509
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
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

徐 強  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電池技術研究部門, 上級主任研究員 (50357232)

研究分担者 ZHU QILONG  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電池技術研究部門, 外国人特別研究員
ZHU Qilong  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
ZHU Qilong  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 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2015年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
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。これまで報告されている化学的水素貯蔵材料は水素放出温度が高い上、燃料電池電極触媒の被毒成分の発生が問題となっている。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燃料電池電極触媒の被毒成分を副生しない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、ホウ素-窒素系化学水素化物を有望な化学的水素貯蔵材料として取り上げ、ホウ素-窒素系化学水素化物の常温での選択的脱水素化・水素発生触媒を開発し、高性能水素貯蔵材料・技術の確立を目的としている。ジアミンを用いてグラフェンを修飾することにより、グラフェン上にサイズの小さい金属ナノ粒子を固定化し、アンモニアボランの加水分解・水素発生反応に高い活性を示す触媒を開発した。まず、ジアミンを用いてグラフェンを修飾した。グラフェンに連結したアミン基と金属イオンとの配位効果を利用して、シンプルな還元過程によって、銅―コバルトナノ粒子をグラフェンに固定化した。TEM測定によって粒子径が極めて小さく、且つ粒子径分布が均一であることが確認された。合成されたジアミン修飾グラフェン担持銅―コバルトナノ粒子触媒は、アンモニアボランの加水分解・水素発生反応に優れた触媒性能を示し、極めて高いターンオーバー頻度(TOF)を示した。ジアミンは銅―コバルトナノ粒子の高分散に寄与し、また銅とコバルトとの金属間相乗効果は高い触媒性能に寄与することが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Immobilizing Extremely Catalytically Active Palladium Nanoparticles to Carbon Nanospheres: A Weakly-Capping Growth Approach2015

    • 著者名/発表者名
      Qi-Long Zhu, Nobuko Tsumori, Qiang Xu
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 137 号: 36 ページ: 11743-11748

    • DOI

      10.1021/jacs.5b06707

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Controlled Synthesis of Ultrafine Surfactant-Free NiPt Nanocatalysts toward Efficient and Complete Hydrogen Generation from Hydrazine Borane at Room Temperature2014

    • 著者名/発表者名
      Qi-Long Zhu, Di-Chang Zhong, Umit B. Demirci, and Qiang Xu
    • 雑誌名

      ACS Catal.

      巻: 4 号: 12 ページ: 4261-4268

    • DOI

      10.1021/cs501329c

    • 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] Highly-dispersed AuNi Nanoparticles Encapsulated in Metal-Organic Framework as High-performance Catalyst for Hydrogen Generation from Boron-Nitrogen-based Hydride2015

    • 著者名/発表者名
      Qi-Long Zhu, Qiang Xu
    • 学会等名
      錯体化学会第65回討論会
    • 発表場所
      奈良女子大学(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Highly-dispersed AuNi Nanoparticles Encapsulated in Metal-Organic Framework as High-performance Catalyst for Hydrogen Generation from Boron-Nitrogen-based Hydride2014

    • 著者名/発表者名
      Qi-Long Zhu, 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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