| 研究課題/領域番号 |
19H02814
|
|---|
| 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36020:エネルギー関連化学
|
|---|
| 研究機関 | 千葉大学 (2022)
大阪大学 (2019-2021) |
|---|
研究代表者 |
津田 哲哉 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (90527235)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
|
|---|
| キーワード | 電極触媒 / 酸素還元 / 燃料電池 / イオン液体 / ワンポット |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
イオン液体中に存在する金属イオン種を熱還元する方法（イオン液体－熱還元法）を使うと、ワンポットプロセスで金属ナノ粒子担持炭素材料が合成できる。この方法で得られたPtナノ粒子担持炭素材料は酸素還元電極触媒として利用できるため、工学的価値の高い電極触媒合成法と言えるが、多くの学術的疑問点が存在している。本研究では、それらの解明を研究代表者独自のアプローチ（オペランド透過型電子顕微鏡観察（TEM）やオペランドX線光電子分光分析（XPS））によって行い、学術的に意義深い成果を得るとともに、その情報を利用することで、工学的価値の高い高機能酸素還元電極触媒合成法を確立する。
|
| 研究成果の概要 |
イオンのみから構成される液体であるイオン液体に金属ナノ粒子前駆体と炭素担体を添加し、加熱撹拌するだけで金属ナノ粒子担持炭素材料が得られるイオン液体-熱分解法（イオン液体-熱還元法）によって、工学的価値の高い酸素還元電極触媒合成法を確立した。白金（Pt）前駆体とニッケル（Ni）前駆体、多層カーボンナノチューブ（MWCNT）が共存する条件では、PtNi合金ナノ粒子担持MWCNTが得られ、酸素還元電極触媒として魅力的な材料を合成することに成功した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
イオン液体－熱分解法は１つの容器の中で金属ナノ粒子担持炭素材料の合成が完了するワンポットプロセスであるが、その合成メカニズムについては明らかとなっていなかった。本研究によって、金属ナノ粒子の担持は炭素担体上に核が形成され、そこを起点として核成長することで進行するなどの学術的に重要な知見が得られた。本手法はスケールアップが容易であるため、その知見を利用することで社会実装を見据えた酸素還元電極触媒の設計が可能となった。
|
