| 研究課題/領域番号 |
16K05938
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
無機工業材料
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
中山 雅晴 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (70274181)
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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 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 二酸化マンガン / グラフェン / 積層 / 電気化学析出 / 酸素発生反応 / バインダーフリー / 水電解 / 層状二酸化マンガン / 酸素発生活性 / コバルト / ターフェル勾配 / シングルイオン触媒 / OER / 過電圧 / カーボンクロス / マンガン酸化物 |
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| 研究成果の概要 |
水素はエネルギー密度が高く，変換時に二酸化炭素を発生しないクリーンなエネルギーキャリアである。再生可能エネルギーを用いた水の電気分解は理想的な水素製造プロセスだが，アノードで起こる酸素発生反応(OER)がボトルネックとなり，全体の効率を制限している。本研究では独自の電気化学法によって二酸化マンガンと良導電体であるグラフェンの交互積層構造を電極上に構築し，バインダーフリーなOER触媒として活用することを目指した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
正荷電グラフェン存在下でのマンガン(II)イオンのアノード電解により，正荷電グラフェンと負電荷をもつ二酸化マンガンシートの交互積層構造が形成されることを見出した。正荷電グラフェンはポリカチオンをグラフェン表面に修飾することで得られる。ポリカチオンはアルカリ金属イオンや遷移金属イオンによってイオン交換できる。コバルトイオンを導入したグラフェン/二酸化マンガン複合体は優れたOER特性を示した。触媒を炭素繊維などの3D電極に被覆すればさらに大きな電流密度が得られる。
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