| 研究課題/領域番号 |
18H01746
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分26050:材料加工および組織制御関連
|
|---|
| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
|---|
研究代表者 |
佐藤 一則 長岡技術科学大学, 工学研究科, 特任教授 (20143828)
|
|---|
| 研究分担者 |
岡崎 正和 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (00134974)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
|
| 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: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
|
|---|
| キーワード | 二酸化炭素 / メタン / 光触媒材料 / 酸化セリウム / アルカリ土類金属酸化物 / ランタノイド金属酸化物 / 二酸化炭素還元 / ランタノイド酸化物 / 固相間反応 / 光還元 / 二相組織 / 光還元メタン生成 / 組織制御 / 燃焼特性 / 表面機能 / 二相分離構造 |
|---|
| 研究成果の概要 |
酸化セリウムとアルカリ土類あるいはランタノイド元素酸化物とを高温加熱して未反応酸化セリウム相と反応化合物相から成る２相組織試料を作製した。形成２相構造界面が光触媒活性を発現することを見出した。作製試料粒子表面に金及び白金を助触媒微粒子として担持し, 水中溶存二酸化炭素に対する光還元メタン生成の活性化効果を検討した。金と白金の同時担持はメタン生成活性が最も高く長時間安定性を示した。この効果を白金と金の微粒子の隣接担持によって白金表面での生成一酸化炭素に金表面から生成水素が供給されるモデルで説明した。着目した光触媒酸化物は金属との複合化効果でメタンの電気化学酸化反応を高める効果も示した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
メタンは化石燃料の中で燃焼時に燃料単位重量あたり二酸化炭素排出量が最も少ない有用なエネルギー資源である。本研究は太陽光エネルギーによる光触媒反応で二酸化炭素と水からメタンを生成する光触媒材料開発を目指した。資源的に多く存在する酸化セリウムを主成分とし他の金属酸化物と高温での固体状態反応で形成する材料構造が光触媒作用で水中に溶存する有機物質や重金属類の除去や捕集に有効なことを示した。この光触媒材料粒子の表面に金と白金をごくわずか付着させることで水中に溶存する二酸化炭素からメタン生成が可能なことを示した。同成分の光触媒材料は金属との混在状態でメタンを燃料電池発電効率を高めることも示した。
|
