| 研究課題/領域番号 |
18H01208
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分14030:プラズマ応用科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
金 賢夏 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究グループ長 (20356893)
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| 研究分担者 |
寺本 慶之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (00635328)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
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| キーワード | 低温プラズマ / 触媒 / アンモニア合成 / 沿面ストリーマ / プラズマジェット / プラズマ触媒 / 触媒活性 / 界面反応 / 気固界面反応場 / CO2資源化 |
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| 研究成果の概要 |
新規低温触媒反応場の具現化するモデル反応としてアンモニア合成にRu触媒を用いる場合、従来の熱触媒反応に（90～120 kJ mol－1）に比べ、プラズマ触媒では活性化エネルギーが1/3以下まで大きく減少することを明らかにした。これはプラズマ触媒では明らかに反応障壁が下がっていること裏付ける定量的な一例である。また、触媒表面で形成されるサーフェスストリマの進展特性について電源の極性の影響を明らかにした。 この研究成果は、今まで実験的に確認されてきた触媒の種類による反応活性の違いを解明する上で極めて重要な学術的情報が提供できると共に、今後の触媒の改良及び高度設計に有効に活用できるものである。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
プラズマ触媒の学理確立に必要な基礎的知見を得ると同時に水素エネルギー普及を想定したアンモニア合成法への応用を検討した。触媒を従来の熱反応より低い温度で活性化させるためにはプラズマを効率よく触媒と接触させる必要がある。高感度カメラによる触媒表面のプラズマ形成や進展を短い時間分解能(< 5 ns)で検証し、触媒接触点付近におけるプラズマの強化と加速などの特異的な特徴を明らかにした。また、アンモニア合成における活性化エネルギーの評価ではプラズマ法では熱反応より活性化エネルギーを1/3程度まで下げられることを検証し、分散型アンモニア合成に向けたプラズマ触媒法の可能性を示すことができた。
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