| 研究課題/領域番号 |
19K21068
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| 補助金の研究課題番号 |
18H05888 (2018)
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 (2019)
補助金 (2018) |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
長澤 剛 東京工業大学, 工学院, 助教 (80824010)
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| 研究期間 (年度) |
2018-08-24 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 燃焼合成 / ナノ粒子 / 構造制御 / 担持金属触媒 / 熱流体工学 / 燃焼工学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
燃料電池の電極や燃料改質・排ガス浄化用触媒として広く使用される担持金属触媒においては，小さな金属粒子サイズと高い分散状態を長時間維持できる構造の開発が強く望まれる．本研究では，金属が担体に埋め込まれる形で固定化された複合ナノ粒子を作製し，金属粒子の凝集を防ぎつつ高い比表面積・分散状態を有する触媒構造を実現することを目的とする．
本研究では白金/セリアを対象とし，火炎中で粒子生成を行う燃焼合成を用いて上述のナノ粒子構造を制御する．白金とセリウムの前駆体溶液を別々に火炎中に供給して燃焼合成を行うことで目的の構造を有するナノ粒子を作製する．その後作製した触媒粒子の耐熱安定性と反応活性を評価する．
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| 研究成果の概要 |
燃料電池の電極や燃料改質・排ガス浄化用触媒として広く使用される担持金属触媒においては，小さな金属粒子サイズと高い分散状態を長時間維持できる構造の開発が強く望まれる．本研究では，燃焼合成によって金属が担体マトリックスに固定化された複合ナノ粒子を作製し，金属粒子の凝集を防ぎつつ高い比表面積・分散状態を有する触媒構造を実現することを目的とする．二重管構造の拡散火炎バーナーを有する燃焼合成装置を製作し，前駆体溶液は超音波振動によって霧化してバーナー火炎中に供給する構造とした．本装置を用いて白金/セリアナノ粒子の合成を行い，3次元構造を含む詳細な構造解析を実施した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
工業的に広く用いられる担持金属触媒においては，貴金属の凝集を防ぐことは大きな課題である．現在は凝集による性能劣化分を見越して過剰な貴金属を使用することで対応しており，資源有効利用とコストの両面から問題となっている．本研究課題では燃焼合成によって従来よりも耐凝集性の高い構造を有する触媒粒子を作製することを目指している．また燃焼合成で得られる特異な構造を触媒の安定性向上に利用するという今回のアプローチは，燃焼による材料合成の分野において新しい視点であり，学術的意義を有する．
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