| 研究課題/領域番号 |
20K05076
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
岩本 雄二 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40399598)
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| 研究分担者 |
本多 沢雄 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50301221)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 水素 / 水素貯蔵 / アモルファス / ポリマープレカーサー / ナノコンポジット / 窒化物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ポリマープレカーサー法で合成したアモルファスSiAlCNが特異な水素吸脱着機能を有することを見出した。本研究では、この材料の（Ⅰ）水素吸脱機能を担う活性点と機能発現メカニズムの解析、（Ⅱ）材料化学組成・多孔質構造と水素吸蔵・放出機能発現の相関関係の解析と、水素・吸脱着量の定量的な評価解析、および（Ⅲ）メタネーション反応を対象に触媒反応場としての応用研究を実施する。
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| 研究成果の概要 |
本事業で構築したポリマープレカーサー法を用いて、アモルファスSiAlN, MSiBN（M＝アルカリ金属）、および遷移金属ナノ粒子分散アモルファス窒化ケイ素複合材料を合成し、これらの材料の化学組成と多孔質構造に依存した水素親和性やCO2吸着特性を系統的に評価解析した。その結果、従来の酸化物系とは異なった、高温水素の吸着脱着特性が見出され、これらの新規材料の水素化反応触媒としての応用の可能性が示された。また、アンチペロブスカイトナイトライドナノ粒子分散アモルファス窒化ケイ素の合成にも成功し、CO2吸脱着特性の温度依存性などの特性評価においても興味深い知見が得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、従来報告例の無い典型元素のみで構成されたアモルファス窒化ケイ素系材料を対象に、化学的手法に基づく無機材料の設計と合成により、酸・塩基双方の性質を打ち消し合うことが無く、両者の協同による触媒機能発現が期待されるフラストレイティドルイスペア(FLP)を材料の部分構造に導入することで、水素吸脱着機能発現に成功した。また、この合成研究を通じて、100℃以上で水素やCO2の吸着機能を有する新規なアモルファス窒化ケイ素系ナノ複合材料を見出した。これらの成果は、喫緊の課題であるカーボンニュートラル社会の構築に有効な新規水素化反応触媒等としての応用が期待されることから、その社会的意義も高い。
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