| 研究課題/領域番号 |
18H01834
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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28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
保田 諭 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (90400639)
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| 研究分担者 |
矢野 雅大 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究職 (30783790)
朝岡 秀人 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 副センター長 (40370340)
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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 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
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| キーワード | グラフェン / 水素同位体 / 欠陥 / 電気化学 / 金属ナノ薄膜 / 同位体効果 / プロトン / 分離 / 水素イオン同位体 / 同位体分離膜 / インピーダンス / スパッタリング / 二次元薄膜 |
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| 研究成果の概要 |
電気化学をベースにした水素ポンピング法と二次元薄膜の一つであるグラフェン膜を融合した新しい水素同位体ガス分離システムについて研究を行った。グラフェン膜の水素同位体分離能を評価する実験系を構築すると同時に膜中への欠陥構造を精密導入する技術を確立した。これによりグラフェン膜とその膜中の欠陥構造が水素同位体分離能に与える影響について基礎的知見を得た。また、グラフェン膜とパラジウム金属膜が接合したヘテロ構造が水素同位体分離を発現する電極触媒として機能することを新しく見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
二次元薄膜の水素同位体分離能について詳細に評価する手法について十分に確立していなかった。本研究で得られた成果は、二次元薄膜の水素同位体分離の学理の発展に多大な貢献が期待される。
また、水素同位体である重水素は、5GやIOTといった半導体産業や医薬品開発、将来のエネルギー源として期待されている核融合に必須な材料であるが、製造コストが高くほとんどを海外からの輸入に頼っている。本成果は、低コストでの水素同位体分離法の一つとなるポテンシャルを有しているだけでなく、国産化による日本の産業の活性化に貢献が期待される。
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