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エネルギー変換のための新規カーボン電極触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15F15766
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 ナノ材料化学
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

山内 悠輔  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA主任研究者 (10455272)

研究分担者 WANG ZHONGLI  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2015-11-09 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2016年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2015年度: 100千円 (直接経費: 100千円)
キーワードNanomaterial / Carbon / Mesoporous materials / 多孔体
研究実績の概要

We successfully applied redox units of polyaniline (PAni) to in-situ cooperatively assemble highly active Ru nanoclusters in a hierarchically-ordered carbon electrode. There is a selective ion-bonding effect in the redox units of PAni that the oxidized quinonoid imine (QI) can strongly bond Ru complex ions whereas the reduced benzenoid amine (BA) cannot. By optimizing the ratio of QI to BA, Ru complexes were spatially confined in the outer layer of the PAni framework. Carbonization of Ru-PAni hybrid induced nucleation in the outer surface of the carbon support, generating nearly monodisperse Ru nanoclusters. The catalyst had only 2 wt% loading of Ru, but exhibited an ultrahigh mass activity for the hydrogen evolution reaction that is 7 times better than commercial Pt/C catalyst.

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 7件、 査読あり 7件)

  • [雑誌論文] Elaborately assembled core-shell structured metal sulfides as a bifunctional catalyst for highly efficient electrochemical overall water splitting2018

    • 著者名/発表者名
      Guo Yanna, Tang Jing, Wang Zhongli, Kang Yong-Mook, Bando Yoshio, Yamauchi Yusuke
    • 雑誌名

      Nano Energy

      巻: 47 ページ: 494-502

    • DOI

      10.1016/j.nanoen.2018.03.012

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatially Confined Assembly of Monodisperse Ruthenium Nanoclusters in a Hierarchically Ordered Carbon Electrode for Efficient Hydrogen Evolution2018

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhong-Li, Sun Keju, Henzie Joel, Hao Xianfeng, Li Cuiling, Takei Toshiaki, Kang Yong-Mook, Yamauchi Yusuke
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: in press 号: 20 ページ: 5848-5852

    • DOI

      10.1002/anie.201801467

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mesoporous NiFe oxide multi-composite hollow nanocages for efficient electrocatalytic water oxidation reactions2017

    • 著者名/発表者名
      Kang Bong Kyun, Woo Moo Hyun, Lee Jooyoung, Song Young Hyun, Wang Zhongli, Guo Yanna, Yamauchi Yusuke, Kim Jung Ho, Lim Byungkwon, Yoon Dae Ho
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. A

      巻: 5 号: 9 ページ: 4320-4324

    • DOI

      10.1039/c6ta10094e

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Assembly of hollow mesoporous nanoarchitectures composed of ultrafine Mo2C nanoparticles on N-doped carbon nanosheets for efficient electrocatalytic reduction of oxygen2017

    • 著者名/発表者名
      Guo Yanna, Tang Jing, Henzie Joel, Jiang Bo, Qian Huayu, Wang Zhongli, Tan Haibo, Bando Yoshio, Yamauchi Yusuke
    • 雑誌名

      Mater. Horiz.

      巻: 4 号: 6 ページ: 1171-1177

    • DOI

      10.1039/c7mh00586e

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] One-Pot Synthesis of Zeolitic Imidazolate Framework 67-Derived Hollow Co3S4@MoS2 Heterostructures as Efficient Bifunctional Catalysts2017

    • 著者名/発表者名
      Guo Yanna, Tang Jing, Qian Huayu, Wang Zhongli, Yamauchi Yusuke
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 29 号: 13 ページ: 5566-5573

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.7b00867

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Perfectly ordered mesoporous iron-nitrogen doped carbon as highly efficient catalyst for oxygen reduction reaction in both alkaline and acidic electrolytes2017

    • 著者名/発表者名
      Tan Haibo, Li Yunqi, Jiang Xiangfen, Tang Jing, Wang Zhongli, Qian Huayu, Mei Peng, Malgras Victor, Bando Yoshio, Yamauchi Yusuke
    • 雑誌名

      Nano Energy

      巻: 36 ページ: 286-294

    • DOI

      10.1016/j.nanoen.2017.04.014

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nanostructured nonprecious metal catalysts for electrochemical reduction of carbon dioxide2016

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhong-Li, Li Cuiling, Yamauchi Yusuke
    • 雑誌名

      Nano Today

      巻: 11 号: 3 ページ: 373-391

    • DOI

      10.1016/j.nantod.2016.05.007

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] First Synthesis of Continuous Mesoporous Copper Films with Uniformly Sized Pores by Electrochemical Soft Templating2016

    • 著者名/発表者名
      Cuiling Li, Bo Jiang, Zhongli Wang, Yunqi Li, Md. Shahriar A. Hossain, Jung Ho Kim, Toshiaki Takei, Joel Henzie, Omer Dag, Yoshio Bando, and Yusuke Yamauchi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 55 号: 41 ページ: 12746-12750

    • DOI

      10.1002/anie.201606031

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of Cobalt Sulfide/Sulfur Doped Carbon Nanocomposites with Efficient Catalytic Activity in the Oxygen Evolution Reaction2016

    • 著者名/発表者名
      Qian Huayu, Tang Jing, Wang Zhong-Li, Kim Jeonghun, Kim Jung Ho, Alshehri Saad M., Yanmaz Ekrem, Wang Xin, Yamauchi Yusuke
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 22 号: 50 ページ: 18259-18264

    • DOI

      10.1002/chem.201604162

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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