| 研究課題/領域番号 |
18H01741
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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26050:材料加工および組織制御関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
轟 直人 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (10734345)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 電極触媒 / 水電解 / 酸素発生反応 / 金属酸化物 / 真空蒸着 / 単結晶 / イリジウム酸化物 / 界面 / 格子歪み / ステンレス鋼 / ナノ構造 / 異相界面 / CO2フリー水素 / 酸化物触媒 / 歪みマネジメント / エピタキシャル成長 / ヘテロ構造 / 酸化物 / 歪み制御 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、アルカリ水電解用酸素発生触媒として知られるコバルト酸化物を対象に、酸化物触媒の結晶格子に加わるひずみが触媒活性におよぼす影響を調査した。アークプラズマ蒸着法によりPtやIrの単結晶基板上にコバルト酸化物のナノ薄膜を形成し、そのミクロ構造と電気化学的酸素発生触媒能を評価した。ナノ薄膜の触媒特性および構造安定性は堆積金属基板種に大きく依存し、Ir基板上で特に高い特性を示した。また、酸性酸素発生触媒として知られるイリジウム酸化物への異方歪みの導入により高活性化にも成功した。これらの結果は基板と触媒層の格子ミスマッチに起因した格子歪みが触媒特性に影響することを示唆している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の遂行により、酸化物触媒と金属基板の相互作用により酸素発生触媒活性を向上するための重要な基礎的知見が得られた。酸素発生反応用触媒は、水素社会を実現するためのキーテクノロジーの一つである水電解水素製造装置のボトルネック技術であり、本研究で得られた知見を実用材料に生かすことにより、水電解法による水素製造効率の向上、水素コストの低減が期待される。
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