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触媒材料の高活性化を目指した高圧ナノ合成技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K19182
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
研究機関大阪府立大学

研究代表者

山田 幾也  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30378880)

研究協力者 亀川 孝  大阪府立大学, 大学院工学研究科, 准教授
池野 豪一  大阪府立大学, 大学院工学研究科, 准教授
八木 俊介  東京大学, 生産技術研究所, 准教授
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード超高圧合成法 / 高圧室温合成 / 高圧中温合成 / 酸素欠損 / ペロブスカイト酸化物 / 酸素発生触媒 / 高圧ナノ合成 / 高圧合成法 / ナノ材料 / 触媒 / 遷移金属酸化物
研究成果の概要

高圧合成で得られる材料に対して適用可能なモルフォロジー制御手法の開発を目的とした研究を行った。高圧室温処理によって最大で10倍以上の比表面積を有する試料を得る方法を新たに開発した。また、高圧中温条件での酸化雰囲気を有効に用いることで、従来の高圧高温処理では得ることができなかった酸素が充填されたペロブスカイト酸化物を合成することに成功した。以上のように、高圧室温・中温条件を用いた2種類の合成・処理手法の開発に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高圧合成法を活用し、新しい触媒材料の合成手法の開発を目的に研究を行った。粗大粒からなる低比表面積の試料を、高圧室温条件で処理することで微粒化し、10倍程度大きい比表面積を有する試料を得る方法の開発に成功した。また、高圧合成時の処理温度を精密に制御することで、結晶中の酸素欠損量が少ない酸化物試料の合成に成功した。いずれも酸化物などの材料合成において新しい学術的知見であり、高圧を用いた粉体処理への応用などが考えられる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] High-pressure synthesis of highly oxidized Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ cubic perovskite2019

    • 著者名/発表者名
      Yamada I., Odake T., Asai K., Oka K., Kawaguchi S., Wada K., Yagi S.
    • 雑誌名

      Materials Chemistry Frontiers

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic Study of Descriptors for Oxygen Evolution Reaction Catalysis in Perovskite Oxides2018

    • 著者名/発表者名
      I. Yamada, A. Takamatsu, K. Asai, T. Shirakawa, H. Ohzuku, A. Seno, T. Uchimura, H. Fujii, S. Kawaguchi, K. Wada, H. Ikeno, and S. Yagi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 49 ページ: 27885-27892

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b09287

    • NAID

      120006719655

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synergistically Enhanced Oxygen Evolution Reaction Catalysis for Multielement Transition-Metal Oxides2018

    • 著者名/発表者名
      I. Yamada, A. Takamatsu, K. Asai, H. Ohzuku, T. Shirakawa, T. Uchimura, S. Kawaguchi, H. Tsukasaki, S. Mori, K. Wada, H. Ikeno, and S. Yagi
    • 雑誌名

      ACS Applied Energy Materials

      巻: 1 号: 8 ページ: 3711-3721

    • DOI

      10.1021/acsaem.8b00511

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complementary evaluation of structure stability of perovskite oxides using bond-valence and density-functional-theory calculations2018

    • 著者名/発表者名
      Yamada Ikuya、Takamatsu Akihiko、Ikeno Hidekazu
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 19 号: 1 ページ: 101-107

    • DOI

      10.1080/14686996.2018.1430449

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 酸素発生触媒開発の新たな展開2017

    • 著者名/発表者名
      YAGI Shunsuke、IKENO Hidekazu、YAMADA Ikuya
    • 雑誌名

      資源と素材

      巻: 133 号: 11 ページ: 264-269

    • DOI

      10.2473/journalofmmij.133.264

    • NAID

      130006233688

    • ISSN
      1881-6118, 1884-0450
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Fe・Co複合酸化物における酸素発生触媒活性の向上2018

    • 著者名/発表者名
      木下 雅也, 山田幾也、八木俊介
    • 学会等名
      2018年度第3回関西電気化学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Harmunite型酸化物における酸素発生反応触媒活性2018

    • 著者名/発表者名
      岡崎湧一、山田幾也、八木俊介
    • 学会等名
      2018年度第3回関西電気化学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二重ペロブスカイト型コバルト酸化物の水電解触媒特性2018

    • 著者名/発表者名
      栂野隼人、山田幾也、浅井海成、八木俊介
    • 学会等名
      2018年度第3回関西電気化学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 酸素欠損型酸化物における酸素発生触媒特性2018

    • 著者名/発表者名
      小竹恭央、山田幾也、八木俊介、岡研吾、浅井海成
    • 学会等名
      2018年度第3回関西電気化学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 遷移金属酸化物における結晶構造・電子状態と酸素発生触媒活性の相関2018

    • 著者名/発表者名
      山田幾也、浅井海成、高松晃彦、岡崎湧一、池野豪一、八木俊介
    • 学会等名
      第44回固体イオニクス討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Oxygen evolution reaction catalysis of Harmunite-type oxides2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Okazaki, Ikuya Yamada, Hidekazu Ikeno, Shunsuke Yagi
    • 学会等名
      The 12th NanoSquare Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Oxygen evolution reaction catalysis of perovskite oxides containing oxygen deficiency2018

    • 著者名/発表者名
      Takao Odake, Ikuya Yamada, Kaisei Asai, Shunsuke Yagi, Kengo Oka
    • 学会等名
      The 12th NanoSquare Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Water splitting catalysis of double perovskite-type cobalt oxides2018

    • 著者名/発表者名
      Hayato Togano, Ikuya Yamada, Kaisei Asai, Shunsuke Yagi
    • 学会等名
      The 12th NanoSquare Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ブラウンミレライト型複合酸化物における高圧酸素充填と酸素発生触媒活性2018

    • 著者名/発表者名
      木下 雅也, 山崎義之、池野豪一、山田幾也、八木俊介
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水電解触媒活性を示すペロブスカイト型酸化物の高圧合成2018

    • 著者名/発表者名
      浅井海成,山田幾也,高松晃彦,池野豪一,八木俊介
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 3d遷移金属酸化物の酸素発生触媒活性と酸素多面体ネットワーク構造の相関2018

    • 著者名/発表者名
      岡崎湧一、山田幾也、八木俊介
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ペロブスカイト型ニッケル酸化物における電子状態と酸素発生反応触媒特性2018

    • 著者名/発表者名
      内村祐、山田幾也、池野豪一、八木俊介
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] High-pressure synthesis of novel energy-conversion catalytic materials2018

    • 著者名/発表者名
      I. Yamada
    • 学会等名
      THERMEC' 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超高圧下におけるペロブスカイト酸化物の合成と酸素発生触媒活性評価2017

    • 著者名/発表者名
      浅井海成,山田幾也,高松晃彦,小槻日出夫,池野豪一,八木俊介
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高圧合成法を活用した新規触媒材料の探索2017

    • 著者名/発表者名
      山田幾也
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超高圧合成法を活用した新しい電気化学触媒材料の探索2017

    • 著者名/発表者名
      山田幾也
    • 学会等名
      ポスト新機能物質開発のための戦略会議
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 新しいエネルギー変換材料の超高圧合成2017

    • 著者名/発表者名
      山田幾也
    • 学会等名
      第13回固体イオニクスセミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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