| 研究課題/領域番号 |
17K06797
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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 |
無機材料・物性
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| 研究機関 | 横浜市立大学 |
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研究代表者 |
橘 勝 横浜市立大学, 理学部, 教授 (80236546)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 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 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | カーボンナノウォール / 燃料電池 / 酸素還元反応 / 白金代替触媒 / 鉄・窒素添加カーボン触媒 / グラフェン / 金属酸化物ナノウォール / 熱膨張 / 金属酸化物ウォール触媒 / 熱膨張係数 / ナノ材料 / 格子欠陥 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、燃料電池用非白金系触媒の開発に向けて、ユニークなナノカーボン材料の一つであるカーボンナノウォールをベースとした触媒の開発および触媒活性メカニズムを明らかにした。触媒作製には申請者によって開発されたプラズマ化学気相蒸着/スパッタリング複合装置を用いて、CNWへの鉄および窒素の添加を行った。結果として、微量の窒素だけでなく鉄を添加することによって高い触媒活性が得られることがわかった。また表面だけでなく内部に添加されたFe-Nが触媒活性を高めることを明らかにした。さらに、酸素還元反応（ORR）の開始電圧は、0.90Vを超える極めて高い触媒活性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、安全安心の水素社会における基盤技術となる電気エネルギー発生装置である燃料電池開発に基盤を担う研究である。現在、燃料電池の心臓部である触媒電極として白金が用いられている。しかしながら、良く知られているように白金は高価で枯渇燃料であることから安価で高性能な触媒材料が求められている。カーボンベースの非白金系触媒は次世代の触媒として注目されている。本研究では、その中でも我々が長年研究してきたカーボンナノウォールを用いた非白金触媒の開発と反応メカニズムの解明を行った。本研究成果は、これらの実用化に向けて重要な知見を与えた。
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