| 研究課題/領域番号 |
20K05698
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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36020:エネルギー関連化学
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| 研究機関 | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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研究代表者 |
北沢 信章 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 教授 (60272697)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
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| キーワード | 水熱合成 / ナノワイヤー集合体 / 水分解触媒 / アニオン交換 / 酸化コバルト / 硫化コバルト / 水熱合成法 / 酸化ニッケル / 水分解電極 / 硫化処理 / アニオン交換法 / 酸化物ナノワイヤー / ナノ構造水酸化物 / 非晶質カルコゲナイド / 二段階水熱法 / 三次元立体・多孔質構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
化石燃料の燃焼による二酸化炭素の排出を抑制し、さらなる地球温暖化の進行を阻止することは、我々人類にとって喫緊かつ最大の責務である。本研究では、クリーンなエネルギー源として、貯蔵可能かつ二酸化炭素を排出しない水素を製造するための高効率水素製造電極を創製することを目的としている。具体的には、多孔質金属表面を反応場とした非晶質カルコゲナイドを析出させるための新規な材料プロセスを開発し、三次元立体・多孔質構造を有する非晶質カルコゲナイド系水素発生電極の活性点を解明する。
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| 研究成果の概要 |
水熱法によって酸化コバルト系ナノワイヤー集合体を多孔質ニッケルメッシュ表面を反応場として合成した。合成された試料電極は、水分解による酸素発生ならびに水素発生反応を示した。試料の酸素発生反応では、ナノワイヤー表面に酸素（水溶液中では水分子や水酸化物イオン）が吸着しやすいサイトの密度が高い試料ほど酸素発生過電圧が低くなる傾向が認められた。これらの表面酸素吸着サイトが水分解活性点として作用しているものと推察した。一方、水熱アニオン法によってナノワイヤー表面近傍層が硫化された試料電極では酸素発生反応は認められたものの、水素発生反応は生じず、硫化処理の効果は認められなかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
化石燃料の燃焼による二酸化炭素の排出を抑制し、地球温暖化の進行を阻止するための物質探索に関する研究は、社会的意義のある研究課題である。本研究課題では、高効率水分解電極を創製することを目的として、水熱法によって三次元・立体構造を有する多孔質金属メッシュ表面への酸化コバルト／硫化コバルト系ナノワイヤー集合体を合成し、それら試料の水分解に関与する活性点の特徴について明らかにした。これらの研究成果は、貯蔵可能で二酸化炭素を排出しないエネルギー源である酸素および水素を水分解によって生成することが可能な物質探索の指針を与える学術的に意義のある研究成果であったと言える。
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