| 研究課題/領域番号 |
20K15387
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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36020:エネルギー関連化学
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
大岡 英史 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (90825994)
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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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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 | 電極触媒 / 触媒理論 / 機械学習 / 電気化学測定 / 分光 / 数理モデル / 反応動力学解析 / メカニズム / 電子移動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
水を電気分解すれば、究極のクリーンエネルギーである水素を製造できる。しかし、水の電気分解のエネルギー効率を上げるためには、電極触媒の開発が必要である。
現在では、白金やイリジウムなどの貴金属電極を使えば、効率的に電気分解を行えることが知られている。これに対し、本研究はコバルトや鉄など、より豊富で安価な元素による触媒開発を目指す。その戦略として、金属イオンの電子状態制御を行う。
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| 研究成果の概要 |
定常状態近似や反応速度論の手法を用い、電極触媒の活性を電位の関数として記述する理論式を導出した。さらに、それを実験データと照合するための機械学習アルゴリズムを開発し、実際に実験データと適合性があることを示した。これらの成果を筆頭・責任著者としてACS Catalysis誌 (2021) に報告した。得られた理論式は、今後の触媒開発を促進するものであり、従来理論よりも高精度な活性予測を可能とするものである。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水素社会を担う燃料電池や水素製造技術には、高効率な電極触媒が不可欠である。一方で、従来の触媒理論から優れた材料を予測することを困難である。このため、活性を予測するための理論構築を進めた。これは今後の触媒開発を促進する成果である。
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