| 研究課題/領域番号 |
18H03835
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
八木 俊介 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (60452273)
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| 研究分担者 |
山田 幾也 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30378880)
池野 豪一 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30584833)
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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 |
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2020年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2019年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
2018年度: 21,840千円 (直接経費: 16,800千円、間接経費: 5,040千円)
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| キーワード | 電気化学触媒 / ルテニウム酸化物 / 酸素発生反応 / 酸性水溶液 / 金属空気二次電池 / 電解製錬 / アノード / 過電圧 / 酸化物 / ペロブスカイト型構造 / 四重ペロブスカイト型構造 / 記述子 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，亜鉛の電解製錬等への応用を想定して，酸性水溶液中で安定かつ，酸素発生反応に対して活性を有する新規触媒材料の探索を行い，新しいRu系酸化物触媒を提案した．酸性水溶液中では多くの酸化物は不安定で溶解するが，本研究により，貴金属酸化物，特にRuまたはIrを成分に含む酸化物は比較的高い安定性と活性を示すことを明らかにした．この結果に基づき，Irより安価なRuを含有する酸化物に対象を絞り検討を進め，四重ペロブスカイト型酸化物ACu3Ru4O12(A=Ca, Sr, La, Ce, Nd)は，単純ペロブスカイト型酸化物Sr1-xBaxRuO3よりも高い活性と安定性を有することを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により，亜鉛の電解製錬などの工業電解プロセスのさらなる高効率化，省電力化を実現することが可能な，新しい酸素発生触媒の設計指針を提案するなど，社会的に意義のある成果が得られた．特に，酸性水溶液中において比較的安定で，酸素発生反応に対して活性を有するRuを含有する酸化物に注目し，その構造・成分およびRu-O原子間距離と，活性および安定性の関係を系統的に議論し，学術的観点からも有用な知見を得ることができた．
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