| 研究課題/領域番号 |
17K19187
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 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
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
谷口 貴章 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (50583415)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | 酸素還元触媒 / ナノシート / ドーピング / 燃料電池 / 酸素還元 / 酸化物ナノシート / 酸化物 / 局所構造 |
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| 研究成果の概要 |
酸化物ナノシートを基本素材として高性能な酸素還元触媒の開発を目指した。酸化チタンナノシートにおいては、Co/N共ドープにより強磁性が増強された層状チタン酸化物が得られ、ナノシート化に成功した。ペロブスカイトついては、KCa2NaNb5O19に窒素ドープすることで、導電性が付与されることを見出した。Co, FeがドープされたRuO2ナノシート触媒の合成にも成功した。一方で、これら新規材料からは酸性下における高い酸素還元活性が見出されなかった。そこで、反応場設計の基礎に立ち返るため、酸化物以外の硫化モリブデンシートについても追加検討し、界面電場による触媒活性の増強効果を発見した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
酸化物ナノシートの多くは絶縁体であるが、電子伝導化技術が開発されれば、その用途は大きく広がるはずである。本研究は、酸化物ナノシートに導電性と活性点を付与することで、酸性下で機能する酸素還元触媒の開発に挑んだ。結果として高機能触媒を開発するに至らなかったが、アニオン/カチオン共ドープ型酸化チタンナノシート等、新規ナノシート合成を通し、これまでにない高導電性や強磁性が獲得された。また、MoS2では、単層ナノシートにおいて、著しく触媒活性が増強することを見出した。このように、本研究を通し、ナノシートの組成、構造、物性制御技術、触媒活性化メカニズムの理解について進展させることができた。
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