| 研究課題/領域番号 |
19H02452
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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26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 信州大学 (2020-2021)
東北大学 (2019) |
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研究代表者 |
小嶋 隆幸 信州大学, 学術研究院繊維学系, 助教 (10732183)
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| 研究分担者 |
亀岡 聡 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60312823)
藤井 伸平 鹿児島大学, 理工学域理学系, 教授 (90189994)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
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| キーワード | ホイスラー合金 / 金属間化合物触媒 / ホイスラー / 触媒 / 金属間化合物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
触媒とは化学反応を促進させるがそれ自身は変化しない物質のことである。金属触媒では原料分子が触媒表面に吸着、表面で反応し、脱離するというようなステップを踏む。したがって、「表面状態」が重要である。また、化学反応はミクロに見れば電子のやり取りなので、触媒の「電子状態」が重要である。異種金属同士の化合物で原子が規則的に配列している「金属間化合物」はユニークな表面状態および電子状態を持つためユニークな触媒機能を示し、近年注目が集まっている。その一種である「ホイスラー合金」は触媒としては無名だったが、最近我々は優れた触媒機能を見出した。本研究課題では、その優れた触媒機能のメカニズム解明を目指す。
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| 研究成果の概要 |
金属間化合物という特殊な合金は、特有の電子状態と表面規則構造に起因した新奇な触媒機能を示す。代表者は三元系の金属間化合物群であるホイスラー合金(X2YZ)を触媒に応用し、アルキン選択水素化に対して優れた特性を示すCo2FeGeなどの新規触媒を見出した。本研究課題では、Co2FeGeを中心とするホイスラー合金の触媒メカニズムの解明を目指した。粉末、微粉末、ナノ粒子、単結晶薄膜という様々なタイプの試料を、アルキン選択水素化に加え、メタノールの水蒸気改質、2-プロパノールの脱水素にも適用し、触媒機能を多角的に評価した。その結果、触媒メカニズムを深く解明することができ、耐久性に関する知見も得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金属間化合物触媒は特に近年注目を集めているトピックであり、触媒としての開拓もメカニズムの解明も未だ部分的なものに留まっている。特に、数あるホイスラー合金の中には優れた触媒が沢山眠っていると思われるが、三元系という複雑さのためかこれまで全く研究されていなかった。このような中、研究代表者らが優れた新規触媒を発見し、本研究課題においてそのメカニズム解明を進めたことにより、今後ホイスラー合金触媒の研究が活発化し、工業的に重要な様々な新規触媒の発見につながると期待される。
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