| 研究課題/領域番号 |
18K04870
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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28010:ナノ構造化学関連
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| 研究機関 | 地方独立行政法人大阪産業技術研究所 |
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研究代表者 |
丸山 純 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 主任研究員 (80416370)
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| 研究分担者 |
高尾 優子 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究室長 (90416298)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | フタロシアニン / 炭素化 / ナノ粒子 / 自己組織化 / 広域X線吸収微細構造 / 酸素還元反応 / 水素発生反応 / 二酸化炭素還元反応 / 複合化 / 熱重量分析 / 薄膜 / 炭素系電極触媒 / 規則性炭素化物構造体 |
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| 研究成果の概要 |
有機溶媒中に分散したナノ粒子との複合化を容易にし、かつ、炭素化過程における構造保持を可能とする置換基を有する金属フタロシアニンを用いて、Fe3O4ナノ粒子の自己組織化と炭素化後の除去により規則性細孔構造を有する炭素材料を合成した。炭素化過程において、Fe3O4ナノ粒子由来のFe-N4ユニットが形成され、800 ℃の熱処理後も保持されていた。一方、フタロシアニン中心金属の局所構造は、800 ℃では不規則となった。酸素還元、水素発生、二酸化炭素還元反応に対する触媒能を評価した結果、金属種によって触媒能が明確に規定され、また、熱処理温度、細孔径、金属周囲の局所構造と相関することが明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
出力変動の大きい再生可能エネルギーを補うためのエネルギー貯蔵、放出に有効な、電気-化学エネルギーの変換デバイスとして、燃料電池、空気電池、水電解は非常に重要であり、酸素還元反応、水素発生反応は、それらの中核となる電極反応である。二酸化炭素還元反応は、温室効果ガスの資源化に有効である。貴金属と比較して資源的に制約の少ない金属を活性点として含有して、その露出を可能とし、かつ導電経路を提供する多孔質炭素材料において、その金属種と、上記の触媒反応の関連性を明らかにし、また、理想的な細孔構造である規則性多孔質構造を実現できたことは学術的、社会的に意義が大きいと思われる。
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