| 研究課題/領域番号 |
18H01988
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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34010:無機・錯体化学関連
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
栗原 正人 山形大学, 理学部, 教授 (50292826)
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| 研究分担者 |
石崎 学 山形大学, 理学部, 講師 (60610334)
八木 政行 新潟大学, 自然科学系, 教授 (00282971)
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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 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2019年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2018年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
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| キーワード | ナノ微粒子 / 配位高分子 / プルシアンブルー / 触媒 / OER / 電気化学触媒 / 炭素電極 / 炭素多孔質電極 / 炭素多孔質体 / 半導体 / 複合電極 / ヘテロ接合薄膜 / イオン伝導 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、プルシアンブルー類似体(PBA)ナノ粒子の表面修飾により安定に水に分散させたナノインクの独自の作製技術を利用し、具体的には、Fe、Co、NiからなるPBAナノ粒子を使って、水の電気化学的酸化反応（酸素発生反応、OER）触媒の開発を進めた。FeとNiの金属組成を系統的に制御したFe-Ni PBAナノ粒子をカーボンペーパー電極に担持することで、アルカリ水溶液(KOH)中での加水分解を経由して、世界最高性能のOER機能を示すLayered-Double-Hydroxide (LDH) ナノフレーク状粒子触媒の作製に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水⇒酸素（酸化：OER）と酸素⇒水（還元：ORR）を電気化学的に組み合わせた金属－空気二次電池は、安価で豊富な亜鉛を用いることで、環境問題の解決にも繋がる大容量二次電池が作製できる。その過電圧を小さくする触媒開発が求められている。OERとORRを電解質水溶液//電極//空気の界面で機能させるため、炭素多孔質電極であるカーボンペーパーの活用が注目されている。本研究で、Fe-Ni PBAナノ粒子をカーボンペーパーに簡便な方法で担持し、世界最高性能のOER機能を示すLDHナノフレーク触媒の開発に成功したことは、学術的・社会的に意義がある。
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