| 研究課題/領域番号 |
18H01806
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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28010:ナノ構造化学関連
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
中林 誠一郎 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (70180346)
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| 研究分担者 |
小林 成貴 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (40595998)
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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 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2020年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
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| キーワード | ナノ気泡 / 電気化学的水素発生反応 / 電気化学的酸素発生反応 / 白金電極 / N型酸化亜鉛電極 / ニッケル層状複水和物 / 電極触媒 / 表面準位 / 酸化亜鉛N型半導体電極 / ニッケル層状複水和物電極触媒 / 気泡核発生 / 電気化学的水素発生 / 電気化学的酸素発生 / 電極表面の水和構造 / ZnO（０００１） / 酸性エッチング / 塩基性エッチング / 周波数変調原子間力顕微鏡 / 表面原子配列 / 表面水和構造 / 溶媒和 / 白金単結晶 / 酸化物半導体 / 標準水素電極 / 絶対電位 / 単結晶電極 / 周波数変調AFM / 固液気３重線 |
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| 研究成果の概要 |
電極上のナノ気泡に関する研究をおこなった。白金電極上の水素発生反応では、水素ナノ気泡の発生密度は、表面粗さにより変化し、原子的平坦面とフラクタル面（白金黒）上で、ナノ気泡密度は最小となり、中間的な粗面で密度が最大となる。ナノ気泡の電極電位に与える影響は、100mV程度である。酸化亜鉛上でナノ気泡を観測すると、正電荷を補足した表面準位上に気泡が形成され、溶媒和構造が変化した。金属銅上にニッケル層状複水和物を担持し、アルカリ水溶液中で過電圧の小さな酸素発生について、ナノ気泡の影響を調べた。酸素発生反応は、担持触媒の３重相線上で進んでいると推定されたが、ナノ気泡は電極反応にほとんど影響を持たない。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
過飽和に気体が溶けた液体が、固体と接すると、気液界面にナノ気泡が発生する。これは、身の廻りにありふれた現象で有る可能性が高く、濡れやトライボロジーに大きな影響を持つ。本研究は、電気化学的な水素や酸素発生に関わるナノ気泡を調べた。過電圧が少なく程々乱れた電極表面には水素ナノ気泡が観測された。ところが、４電子４プロトン移動を経由する複雑な素過程を持つ酸素発生反応ではナノ気泡は観測されなかった。ナノ気泡は、平衡から離れた界面では観測されないことが判った。
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