| 研究課題/領域番号 |
19H02512
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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 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
北野 政明 東京工業大学, 元素戦略研究センター, 准教授 (50470117)
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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 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
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| キーワード | ヒドリド化合物 / 触媒 / アンモニア合成 / アンモニア分解 / アンモニア / 貴金属代替 / 格子窒素 / ヒドリドイオン / 酸窒素水素化物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では高密度にヒドリドイオンを含有する材料を合成し、ヒドリド化合物が有する様々な物性（電子供与性、高速イオン導電性など）を利用することで、温和な条件下で優れた触媒活性を示す貴金属フリーなアンモニア合成および分解触媒を創出する。ヒドリド化合物として、アルカリ土類ニクトゲン化合物や希土類酸水素化物を用い、Fe,Co,Niなどの卑金属触媒の性能を著しく向上させRu触媒を凌駕する触媒を創出する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、高密度にヒドリドイオンを含有する材料を合成し、ヒドリド化合物が有する様々な物性（電子供与性、高速イオン導電性など）を利用することで、温和な条件下で優れた触媒活性を示す貴金属フリーなアンモニア合成および分解触媒を創出することを目指した。BaCeO3-xNyHz, LaH3-2xOx, CeH3-2xOx, LaN, CeN, CaNHなどの担体材料が非貴金属触媒上でのアンモニア合成・分解反応を著しく促進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 |
水素エネルギー社会の構築において、アンモニアは有力な水素エネルギーキャリアとして注目されており、温和な条件下でアンモニアを合成・分解できる新たな触媒の開発が求められている。本成果は、その両反応に対して貴金属を使用せず、材料中のN3-, H-, e-などのアニオンサイトを活性点として利用することで高効率化を達成するという学術的に新しい概念を確立した。再生可能エネルギー由来の水素をアンモニアに変換するグリーンアンモニアプロセス構築には、低温低圧で作動する革新的触媒が重要であり、本成果はそのようなプロセス構築に貢献できる可能性を秘めている。
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