| 研究課題/領域番号 |
20K15042
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分26030:複合材料および界面関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
Wang Kehsuan 東京理科大学, 工学部工業化学科, 講師 (30778618)
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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: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 電気化学触媒 / 酸素発生反応 / 触媒形状制御 / オペランド観測 / X線吸収微細構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電極触媒反応は電解質/電極界面で起こる現象であり、電極として触媒の比表面積を増やせばその触媒の反応場が増加することが予想される。そこで本研究では、(i)触媒を修飾する担体電極基板の三次元化、(ii)触媒形状の制御、(iii) クラスター同士の空間制御による触媒の三次元化を組み合わせ、固液界面の反応場を著しく増加させることで、三次元的に機能する高効率酸素生成触媒の開発を目的とした。
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| 研究成果の概要 |
再生可能エネルギーを利用した水の電気分解による水素製造のため、水を効率的に酸化する酸素生成触媒の開発が強く望まれている。申請者はこれまで、触媒が作動している状態で測定するオペランド観測法によって触媒の機能解明を行い、三次元的に機能する酸素生成触媒を独自に開発してきた。そこで本研究では、このオペランド観測技術を基に分析を行いながら、担持電極基板・触媒形状・クラスター集合構造の三つの観点から触媒の空間構造を制御し、三次元的に機能する高効率酸素生成触媒の開発を行った。本手法を利用することで、水分子・反応イオン・生成ガスの拡散を極限まで高めることができ、高活性な反応サイトを持つ触媒を開発できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
遷移金属酸化物の空間制御を行うことで、その活性を最大限に引き出すことが可能であり、これまで行われてこなかった新しい領域の触媒開発を行っていけるため、学術的にも産業的にも発展性にあふれた研究を展開できるものと考えている。
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