| 研究課題/領域番号 |
20K15369
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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36010:無機物質および無機材料化学関連
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
芝 駿介 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 助教 (70823251)
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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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 両連続相マイクロエマルション / メッキ / 動的ソフトテンプレート / ナノポーラス金属膜 / メタノール酸化 / 溶存酸素還元 / 電析 / ナノポーラス金属 / 電極触媒 / ソフトテンプレート / 電解メッキ / 微小ナノ多孔質金電極 / メタノール酸化反応 / 酸素還元反応 / アノーディックストリッピングボルタンメトリ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
両連続相マイクロエマルション（BME）を利用したナノ多孔質金属薄膜のメッキ形成法を開発する。BMEは、界面活性剤に仕切られた水相と油相のナノ流路が、両連続状態で三次元網目状に絡まった溶液である。この水相にのみ金属イオンを分配、固体電極を浸して電析することで、油相部分が空隙となるナノ多孔質金属薄膜を形成する。電析やBME条件により薄膜構造を制御し、電極触媒としての応用開拓を目的とする。
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| 研究成果の概要 |
両連続相マイクロエマルション(BME)は、水相と有機相のナノチャネルが二種界面活性剤により仕切られた状態で三次元網目状に絡み合ったナノ構造溶液である。本研究では、BMEを電解メッキ反応場としたナノポーラス金属膜の新規形成法を開発した。BME中でメッキすると、金属イオンが分配された水相ナノチャネルの中でのみメッキが進行する。さらに、あえて金属イオン濃度を低くし、不完全に溶液構造を転写した。それにより、極めて多彩な形態・サイズのナノポーラス金膜を、バルク金薄膜のみならず、微小金電極上にも形成できた。形成したナノポーラス金電極の一つは、メタノール酸化やひ素還元反応に対し優れた電極触媒活性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金、白金、銀等は、メタノール酸化反応だけでなく、酸素還元反応や二酸化炭素還元反応に対しても高い電極触媒活性を示すことがわかっており、その活性は構造のみならず合成プロセスに強く依存する。本研究では、金を中心として様々なサイズ・形状のナノポーラス金属膜を、同一手法にて作り分けることに成功した点で学術的意義が高い。さらに、燃料電池や化合物変換を目的としたエネルギー変換デバイスに応用可能であり、カーボンニュートラルの実現に寄与する点で社会的意義が高い。さらに、金は金チオール結合による表面修飾が用意であり、センサ基板したがって、
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