| 研究課題/領域番号 |
19H02510
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 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
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
高鍋 和広 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20519730)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
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: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2019年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
|
|---|
| キーワード | 担持金属触媒 / ナノ粒子 / 担体効果 / 触媒化学 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
固体担持金属触媒を用いた化学反応は、微粒子化した金属表面で反応が進行し、金属の種類、粒径、担体の種類、助触媒や不純物の有無など様々なパラメータが関与して触媒活性を決定させている。本研究は、反応性能を決定させる大きな要因である金属粒子の化学ポテンシャルを、分光学的または電気化学的測定手法を駆使し、定量的な記述を試み、触媒構造-活性の厳密な相関関係を得ることを目的とする。
|
| 研究成果の概要 |
本研究では、電気化学的手法による触媒電位の制御を行い、CO酸化反応を用いて従来の熱触媒反応（開回路条件）よりも触媒性能を向上させることに成功した。適切な電位に触媒を制御すると熱反応によるCO2生成率は、開回路時の5倍以上、370%以上のFaradaic efficiencyに相当することが確認された。このようなCO酸化の非ファラデー的な性能向上は、Rh/CとIr/Cの異なる触媒で観察され、電気化学的な電位制御の普遍性を示すものであった。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
持続可能な発展を実現するために、工業用触媒はより効率的なものに見直される必要がある。担持金属系触媒は、金属粒子と担体の相互作用を制御することで性能を大きく左右する。一般にこれらの相互作用は金属担体相互作用や、第三成分添加によるプロモーター効果は、触媒の性能向上につながる有効な方法である。本研究では、外部電位制御によって触媒のポテンシャルを変化させることで触媒反応速度向上に成功した。すなわち少ないエネルギー投入量で化学反応を加速する方法論を確立させたものである。
|
