| 研究課題/領域番号 |
18K04839
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27030:触媒プロセスおよび資源化学プロセス関連
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| 研究機関 | 高知大学 (2020)
早稲田大学 (2018-2019) |
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研究代表者 |
小河 脩平 高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 講師 (40707915)
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 資源・エネルギー有効利用技術 / 水素製造 / 水分解 / 低温電場触媒反応 / ストレインエフェクト / 電場触媒反応 / 低温触媒反応 / 酸化還元 |
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| 研究成果の概要 |
構造歪みを導入（ストレインエフェクト）した固体酸化物触媒への電場アシストにより，固体酸化物触媒の表面格子酸素の放出および水蒸気による格子酸素の再生と水素の生成が，350℃でもそれぞれ十分な反応速度で進行することを見出した。また，炭化水素やアルコールを還元剤とする水素製造（水蒸気改質）や，水蒸気共存下の炭化水素の脱水素反応においても，ストレインエフェクトや電場アシストの適用が反応温度の低温化に有効であることを示した。この際，低温でも酸化物触媒の表面格子酸素を介した酸化還元反応が促進されており，これにより低温で高い活性が得られることを見出し，本研究コンセプトの有効性を実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
固体酸化物触媒への構造歪みの導入（ストレインエフェクト）や，微弱な電場を印加することにより，従来高温を必要とした固体酸化物の格子酸素を介した酸化還元反応を，著しく低温化した環境下で進めうることを示した。本成果は，酸化還元型の機構で進行する様々な触媒反応の低温化に応用可能であり，高温を要する様々な化学反応の低温駆動が可能となる。大幅な低温化により，産業的にインパクトの大きい未利用低温排熱を活用した水素製造等の高効率エネルギー製造プロセスの実現が期待される。
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