| 研究課題/領域番号 |
20K15084
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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 | 東京大学 |
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研究代表者 |
品川 竜也 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90850222)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021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)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 触媒反応 / 熱励起 / 電気化学 / 電極触媒 / 物理化学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
不均一系熱触媒反応では、担体上へ金属微粒子などを担持した形態（担持触媒）が多くの場合に採用され、反応分子が触媒表面に吸着して熱エネルギーにより活性化されることで反応が進行する。これに対し本研究では、担体中の電子を熱エネルギーにより励起し、それによって担持金属表面での酸化還元反応を駆動することを狙う。モデル反応として高難度反応であるメタンの選択酸化反応などを取り上げ、関連する要素プロセスの検討を行い、その実証を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、担体中の電子を熱エネルギーにより励起し、それにより担持金属表面での酸化還元反応を駆動することを狙った。モデル反応として高難度反応であるメタンの選択酸化反応を取り上げ、研究課題として担体物性および表面酸化還元反応の評価と理解を設定した。前者について、担体物性やその応用に関する検討を行い学術誌に報告した。後者に関しては、種々の電極触媒を調製・分析し、メタン酸化反応に対する活性試験を行った。コンセプト実証には至らなかったが、本結果は、本モデル反応を対象とした本スキームの実現において、低温条件においてより高い活性・選択性を有する触媒反応場の創製が一つの鍵となることを示唆するものである。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
不均一系熱触媒反応では、担体上へ金属微粒子などを担持した形態（担持触媒）が多くの場合に採用され、反応分子が触媒表面に吸着して熱エネルギーにより活性化されることで反応が進行する。これに対し本研究では、担体中の電子を熱エネルギーにより励起し、その熱励起電子によって担持金属表面での電極触媒反応を駆動することを狙った。整理し報告にとりまとめた担体についての総説は、当該分野における担体の利活用についての指針を新たに議論・提示するものである。またモデル反応として取り上げた電極触媒によるメタン選択酸化は萌芽領域であり、今回検討・報告する電極物性・活性試験結果は、当該分野の今後の発展の一助となると期待される。
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