| 研究課題/領域番号 |
20H02524
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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 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
大山 順也 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (50611597)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
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| キーワード | 固体触媒 / ナノ粒子 / 電子顕微鏡 / トモグラフィー / ディープラーニング / 3次元 / 原子スケール / 金属ナノ粒子 / 構造効果 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
次世代エネルギー利活用、ゼロエミッション、高効率化学変換プロセスの実現において、キーマテリアルである固体触媒の材料・技術革新が必要不可欠である。本研究では、複雑系である固体触媒を、精密系である錯体・分子触媒のように理解し操作することを目的とし、（１）担持金属ナノ粒子触媒の原子スケール3次元構造の可視化、（２）実験と計算を駆使した構造―電子状態―特性の関係解明を行う。
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| 研究成果の概要 |
固体触媒の技術革新のためには、その複雑な3次元構造を原子スケールで理解することが必要である。本研究では、原子分解電子線トモグラフィーとディープラーニングによる背景予測を用いることで担体上の金属ナノ粒子触媒の3次元構造を可視化した。ディープラーニングによる背景予測は担体由来の背景像の予測に用い、これによって金属ナノ粒子のみを抽出した。原子分解STEM観察によって得た担持金属ナノ粒子の一連の傾斜像について金属ナノ粒子像を抽出し3次元再構築することで、その原子スケール3次元構造を得ることに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
次世代エネルギー利活用、ゼロエミッション、高効率化学変換プロセスの実現において、そのキーマテリアルである固体触媒の材料・技術革新が不可欠である。このためには、複雑系である固体触媒を、精密系である錯体・分子触媒のように理解し操作することが必要である。今回の研究では、原子分解電子線トモグラフィーにディープラーニングによる背景予測を組み合わせることで、実用的な固体触媒であるアルミナ担持Pdナノ粒子触媒についてその原子分解3次元構造をはじめて可視化した。
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