| 研究課題/領域番号 |
20K05657
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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36010:無機物質および無機材料化学関連
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| 研究機関 | 北見工業大学 |
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研究代表者 |
大野 智也 北見工業大学, 工学部, 教授 (90397365)
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| 研究分担者 |
平井 慈人 北見工業大学, 工学部, 准教授 (80756669)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 酸素発生反応 / ナノコーティング / ナノ粒子 / 電気化学触媒 / セラミックス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本申請では、複合金属酸化物であるSrTiO3を高性能OER触媒である(Ca,Sr)RuO3粒子表面にナノレベルでコーティングし、そのコーティング層の微構造を前駆体溶液の分子設計により達成する事で、実用的な高性能OER触媒を開発する。すなわち、1. STOのCSRO触媒粒子表面へのナノコーティングによるナノ構造制御、2. Ru成分の溶出抑制による実際のOER活性の向上の二点を実現して、研究目的である長寿命かつ高活性なOER触媒の創製を目指す。
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| 研究成果の概要 |
金属アルコキシドを用いた複合金属酸化物のコーティングをサブミクロンサイズの粒子表面に形成することに成功した。また得られたコーティング層の構造は、金属アルコキシドの立体障害効果により大きく変化することを示唆する結果が得られた。
開発したOER触媒の触媒活性を電気化学的に評価したところ、OER活性を大きく阻害せずRu成分の溶出抑制が可能である事を示す結果が得られ、可逆水素電極基準1.426V以下でRu溶出の抑制に成功した。またコーティングによる過電圧の低下は認められず、当初目的であったOER活性を阻害しないコーティング層の形成に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、SrTiO3コーティング層によるRu溶出効果が、コーティング層の構造の違いにより変化することを確認し、OER反応を大きく阻害せずにRu溶出を抑制可能なコーティング層について検討を行った。その結果、当初の学問的問いである「薄膜形状で検討された触媒デザインがバルク体でも有効か？」に対して、薄膜と同様の現象を粒子形状の材料で再現することに成功した。
また化学反応を用いたコーティングにより、サブミクロンサイズの粒子表面に10-数10nmの均一なコーティングを得る技術の開発に成功しており、これは他研究分野(例えば電池材料)の材料開発にも大きく寄与する。
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