水素製造用規則型金属間化合物ナノ粒子触媒の創製

• 研究課題/領域番号: 15K06572
• 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: 触媒・資源化学プロセス
• 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: 許 亜 国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, 主幹研究員 (00370304)
• 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: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 水素製造触媒 / 金属間化合物 / ナノ粒子 / 熱プラズマ / メタノール分解 / メタンの水蒸気改質 / ナノ粒子触媒 / 水素製造反応

研究成果の概要

貴金属不要でかつ高性能な水素製造触媒を開発するため、熱プラズマ法で規則型Ni-SnおよびNi-Fe基の金属間化合物のナノ粒子の創製を行い、メタノールの分解及びメタンの水蒸気改質反応の触媒特性を調べた。Ni3Snナノ粒子は高い活性、安定性及び水素選択性を有することを見出した。また、Mgを添加したNi3Feナノ粒子は高い活性と炭素析出抑制特性を有することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Catalytic properties of a pure Ni coil catalyst for methane steam reforming (2017)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Hirano, Ya Xu
  • 雑誌名: International Journal of Hydrogen Energy 巻: 42 号: 52 ページ: 30621-30629
  • DOI: 10.1016/j.ijhydene.2017.10.135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catalytic properties of Ni-Fe-Mg alloy nanoparticle catalysts for methanol decomposition (2017)
  • 著者名/発表者名: 2.Haruka Mitani, Ya Xu, Toshiyuki Hirano, Masahiko Demura, Ryuji Tamura
  • 雑誌名: Catalysis Today 巻: 28 ページ: 669-676
  • DOI: 10.1016/j.cattod.2016.10.036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Initial oxidation behavior of Ni3Al(210) surface induced by supersonic oxygen molecular beam at room temperature (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Xu, J. Sakurai, Y. Teraoka, A. Yoshigoe, M. Demura, T. Hirano
  • 雑誌名: Applied Surface Science 巻: 391 ページ: 18-23
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2016.01.259
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced catalytic activity of Ni3Al foils towards methane steam reforming by water vapor and hydrogen pretreatments (2016)
  • 著者名/発表者名: Ya Xu, Yan Ma, Demura Masahiko, Toshiyuki Hirano
  • 雑誌名: INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY  巻: 41 号: 18 ページ: 7352-7362
  • DOI: 10.1016/j.ijhydene.2016.03.103
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 表面Ni-Reナノ合金粒子層の生成によるNi箔ハニカムのメタン水蒸気改質触媒特性の向上 (2018)
  • 著者名/発表者名: 許亜、張本敏子、王林勝、平野敏幸、國枝洋尚、原悠太
  • 学会等名: 日本金属学会2018年春期講演大会
• [学会発表] Effect of surface alloying on the catalytic properties of Ni honeycomb forsteam methane reforming (2017)
  • 著者名/発表者名: Linsheng WANG、Ya XU、Toshiyuki HIRANO、Hirotaka KUNIEDA、Yuta HARA
  • 学会等名: 日本金属学会2017年秋期講演大会
• [学会発表] 高セル密度Ni ハニカム触媒の作製及びメタン水蒸気改質触媒特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 許 亜、平野 敏幸、國枝 洋尚、原 悠太
  • 学会等名: 日本金属学会2017年秋期講演大会
• [学会発表] High cell density Ni honeycomb catalysts for methane steam reforming (2017)
  • 著者名/発表者名: Ya Xu, Toshiyuki Hirano, Hirotaka Kunieda, Yuta Hara
  • 学会等名: The 8th Asian Pacific Chemical Reaction Engineering Symposium (APCRE2017)
  • 国際学会
• [学会発表] 熱プラズマ法によるNi3Snナノ粒子の作製とそのメタノール分解触媒特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 許亜、出村雅彦、平野敏幸
  • 学会等名: 日本金属学会2016年秋期講演大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2016-09-21
  • 国際学会
• [学会発表] Catalytic properties of Ni3Sn intermetallic nanoparticles fabricated by thermal plasma process (2016)
  • 著者名/発表者名: Ya XU, Shiyu Ma, Jianxin Zhang, Masahiko demura, Tosiyuki
  • 学会等名: the 9th Internation Conference on advanced materials
  • 発表場所: Graz University of Technology,Graz,AUSTRIA 
  • 年月日: 2016-05-29
  • 国際学会
• [備考] NIMS researcherDatabase
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/XU_Ya-j.html
• [産業財産権] 水素製造用触媒、その製造方法、および、それを用いた水素製造装置 (2017)
  • 発明者名: 許亜、王林勝、平野敏幸
  • 権利者名: 物質・材料研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-155536
  • 出願年月日: 2017