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発電と物質合成を同時に行う化学システムを目指したカーボンアロイ複合カソードの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K00600
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 環境材料・リサイクル
研究機関群馬大学

研究代表者

尾崎 純一  群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (30214125)

研究分担者 石井 孝文  群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (50750155)
神成 尚克  群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (90743336)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードカーボンアロイ / ナノシェルカーボン / BNドープカーボン / 過酸化水素 / 酸素還元活性 / 表面塩基性 / ヘテロポリ酸 / ドープカーボン
研究成果の概要

本研究は、標題のシステム構築に必要な二種類のカーボンアロイ触媒の開発を目的とした。過酸化水素生成選択性をもつ触媒の開発では、第4周期金属を添加したポリマーを炭素化し、その過酸化水素生成を評価した。第2の触媒は、ヘテロポリ酸を固定化するための塩基性カーボンアロイであり、この触媒のキャラクタリゼーションと3-methyl-3-buten-1-ol酸化反応特性を評価した。その結果、表面塩基性をもつカーボンがヘテロポリ酸の固定化に有効であること、担持されたヘテロポリ酸の電子状態と酸化触媒活性および選択性をカーボン担体の表面特性でコントロールできる可能性を見出した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Enhanced catalytic activity of nanoshell carbon co-doped with boron and nitrogen in the oxygen reduction reaction2017

    • 著者名/発表者名
      Ishii Takafumi、Maie Takuya、Kimura Naofumi、Kobori Yuki、Imashiro Yasuo、Ozaki Jun-ichi
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 42 号: 23 ページ: 15489-15496

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2017.05.003

    • 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] Synergistically enhanced oxygen reduction activity of iron-based nanoshell carbons by copper incorporation2017

    • 著者名/発表者名
      T. Ishii, T. Maie, M. Hamano, T. Kishimoto, M. Mizushiri, Y. Imashiro, J. Ozaki
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 116 ページ: 591-598

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2017.02.035

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanochemical Treatment of Precursors of Carbon-Nanoshell-Containing Catalysts for the Oxygen Reduction Reaction2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Maie, Jun-ichi Ozaki
    • 雑誌名

      J. Electrochemical Society

      巻: 163 号: 3 ページ: H223-H227

    • DOI

      10.1149/2.0991603jes

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Properties of an Atomically Dispersed Platinum Catalyst Formed on a Heat-treated Carbon Support2016

    • 著者名/発表者名
      Hideo Inoue, Takafumi Ishii, Naokatsu Kannari, Jun-ichi Ozaki
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 1 号: 12 ページ: 3189-3196

    • DOI

      10.1002/slct.201600662

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-Step Synthesis of W2C Nanoparticle-Dispersed Carbon Electrocatalysts for Hydrogen Evolution Reactions Utilizing Phosphate Groups on Carbon Edge Sites2016

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ishii, Keita Yamada, Noriko Osuga, Yasuo Imashiro and Jun-ichi Ozaki
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 1 号: 4 ページ: 689-695

    • DOI

      10.1021/acsomega.6b00179

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] アミノ酸と塩化コバルトから調製したカーボンアロイ触媒の酸素還元反応特性2017

    • 著者名/発表者名
      松井謙治・瀧上眞知子・今城靖雄・尾崎純一
    • 学会等名
      第44回炭素材料学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 酸素還元反応により発生した過酸化水素を用いる酸化反応触媒の調製2017

    • 著者名/発表者名
      浅倉 峻一, 石井 孝文, 今城 靖雄, 尾崎 純一
    • 学会等名
      第44回炭素材料学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] タングステン系カーボンアロイの合成と水素発生反応触媒活性2016

    • 著者名/発表者名
      山田 啓太 ,石井 孝文 ,大 須賀 紀子 ,今城 靖雄 ,尾崎 純一
    • 学会等名
      第43回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Single-step synthesis of W2C nanoparticle-dispersed carbon electrocatalysts for hydrogen evolution reactions2016

    • 著者名/発表者名
      Keita Yamada, Takafumi Ishii, Osuga Noriko, Yasuo Imashiro, Jun-ichi Ozaki
    • 学会等名
      2016 Japanese-French Seminar on Carbon Materials
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oxygen reduction activity of catalytically carbonized phenol resins with iron and copper phthalocyanines2016

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ishii, Mikiya Hamano, Takuya Maie, Mayumi Mizushiri, Takeaki Kishimoto, Yasuo Imasiro
    • 学会等名
      2016 Japanese-French Seminar on Carbon Materials
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SINGLE-STEP SYNTHESIS OF W2C/C ELECTROCATALYST FOR HYDROGEN EVOLUTION REACTIONS UTILIZING PHOSPHATE GROUPS ON CARBON EDGE SITES2016

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Ishii, Keita Yamada, Jun-ichi Ozaki
    • 学会等名
      Carbon2016
    • 発表場所
      Penn State,USA
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] non-Pt catalysts for polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells2016

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Ozaki
    • 学会等名
      The International Carbon Industry Forum 2016 & Spring meeting of Korean Carbon Society
    • 発表場所
      Gumico,Korea
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] FeとCuを 用 い て 調 製 し た カーボンアロイ触媒の酸素還元反応活性2016

    • 著者名/発表者名
      浜野 幹也 ,真家 卓 也 ,石井 孝文 ,水尻 まゆみ ,岸 本 武亮 ,今城 靖雄 ,尾崎 純一
    • 学会等名
      第43回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 固体高分子形燃料電池用カーボンアロイ触媒:物質探求とメカニズム解明2016

    • 著者名/発表者名
      尾崎純一
    • 学会等名
      第131回燃料電池研究会セミナー
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 低炭素社会実現のためのカーボンアロイ触媒~炭素表面の触媒特性とその機能発現のための材料設計~2016

    • 著者名/発表者名
      尾崎純一
    • 学会等名
      第17回 石炭化学コロキウムおよび第44回 ケミカルエンジニアリング交流会
    • 発表場所
      秋田
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] モリブデン系カーボンアロイ触媒の酸素還元反応特性2015

    • 著者名/発表者名
      近藤匡,石井孝文,尾崎純一
    • 学会等名
      第42回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪・吹田)
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ポリアクリロニトリルを原料とする窒素/ホウ素含有カーボンアロイの塩基触媒反応特性2015

    • 著者名/発表者名
      松永 康傑,神成 尚克,石井 孝文,尾崎 純一
    • 学会等名
      第42回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪・吹田)
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 窒素・ホウドープカボンブラックの酸還元活性とその発現要因2015

    • 著者名/発表者名
      根岸純平,成塚久美,真家卓也,神成尚克,石井孝文,尾崎純一
    • 学会等名
      化学工学会群馬大会2015
    • 発表場所
      桐生市民文化会館(群馬・桐生)
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属フタロシアニンを用いて調製したカーボンアロイ触媒の酸素還元活性2015

    • 著者名/発表者名
      浜野幹也,真家卓也,石井孝文,尾崎純一
    • 学会等名
      化学工学会群馬大会2015
    • 発表場所
      桐生市民文化会館(群馬・桐生)
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] カーボンブラックを上手に使用する処方箋~種類、製法、用途から最先端技術まで~2017

    • 著者名/発表者名
      尾崎純一、石井孝文、小林里江子(分担)
    • 総ページ数
      386
    • 出版者
      R&D支援センター
    • ISBN
      9784905507222
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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