| 研究課題/領域番号 |
16H06042
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| 研究種目 |
若手研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
分析化学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
熊谷 明哉 東北大学, 材料科学高等研究所, 准教授 (50568433)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
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| キーワード | プローブ顕微鏡 / 電気化学 / 表面化学 / 二次元材料 / 分析化学 / 走査型プローブ顕微鏡 / 二次元電子系材料 / 表面・界面物性 / 走査プローブ顕微鏡 / 分析科学 / ナノ材料 / 触媒・化学プロセス |
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| 研究成果の概要 |
グラフェンに代表される原子１層から成る二次元電子系材料の電極触媒活性をナノ電気化学イメージング技術にて定量的に可視化した。検証した電気化学反応は、当初予定していた電極触媒反応：水素発生反応・酸素還元反応のみならず、酸化還元種によるレドックス反応やリチウムイオン脱挿入反応の検証への展開も行った。更に、反応性に関与する各要因：エッジ領域及び構造、層数、しわ、化学修飾に元素ドープなどの検証にも成功した。空間分解能も30 nmの開口径：ピペットと顕微鏡装置の測定条件を最適化した。これらの結果からナノ電気化学イメージング技術により、多様な二次元電子系材料における特異な電気化学反応性が解明されつつある。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
二次元電子系材料はその特異性から様々な応用展開が期待されている。電極触媒反応もその一つであり、クリーンエネルギー：水素の発生電極や二酸化炭素の還元用電極として多くの研究報告がなされている。本研究では、ナノ電気化学イメージングを用い、その特異性を導く要因である材料構造をナノスケールでおこる電気化学の定量的な評価及び可視化に成功した。これにより、材料が持つポテンシャルを最大限に引き出す最適な構造設計の指針へとつなげることが可能となる。更に、今後全固体電池やフレキシブルな薄膜電池などのイオンの脱挿入に関与した反応系の検証も可能であり、エネルギー創電・蓄電分野への貢献が期待できる。
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