| 研究課題/領域番号 |
16H04530
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
材料加工・組織制御工学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
幅崎 浩樹 北海道大学, 工学研究院, 教授 (50208568)
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| 研究協力者 |
Kowalski Damian
青木 芳尚
朱 春宇
山田 直史
坂下 良介
佐藤 優樹
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2016年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
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| キーワード | カーボンナノファイバー / 鋳型合成 / 電極触媒 / 炭素担体 / 酸素発生 / 酸素還元 / 燃料電池 / 空気電池 / 酸化物担持 / 電解析出 / 炭素ナノファイバー / 鋳型炭素 / 白金ナノ粒子 / プレートレット構造 / 鋳型法 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は，細孔径の揃ったシリンダー状細孔を有する多孔質アノード酸化アルミナを鋳型として，液相鋳型法でプレートレット構造炭素ナノファイバー(pCNF)を合成し，これをナノ粒子の均一担持担体として利用し，次世代燃料電池や空気電池に必要な高活性な酸素電極の創製を目指すものである。炭素のエッジ面が露出したpCNFはCo3O4ナノ粒子の均一担持に適していることが側面が炭素の基底面で構成される多層カーボンナノチューブ（CNT)との比較から明らかになり，さらに酸素還元反応活性が大きく向上することから，酸化物ナノ粒子の担持に，炭素表面の構造制御が重要であることということを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の化石エネルギーに依存した社会から脱却し，再生可能エネルギーの有効利用のために，高効率な蓄電やエネルギー変換を可能とする電気化学デバイスの重要性が増している。酸素還元反応や酸素発生反応は燃料電池や金属－空気電池の正極反応であり，この高活性電極の開発が社会から求められている。本研究は，そのような高活性電極の設計に重要な指針を与えるものであり，導電性炭素担体の構造制御が触媒となる酸化物ナノ粒子の均一担持とともに電極触媒活性にも重要な影響を与えることを明らかとした。
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