| 研究課題/領域番号 |
20K22459
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0401:材料工学、化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
吉井 丈晴 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (70882489)
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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 昇温脱離法 / ヘテロ元素 / 窒素含有炭素材料 / 昇温脱離分析 / ヘテロ元素分析 / 炭素材料化学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
昇温脱離法(TPD)は様々な材料に適用可能な分析ツールであり，試料の化学的性質を明らかにすることができる．本研究ではTPD測定の可能性をさらに引き出すことに挑戦し，超高温・高感度なTPD装置の開発を通して，様々な材料中の微量ヘテロ元素種の定性・定量同時分析を実現することを目的とする．本法の確立は黒鉛電極の高品質化や電池構成材料の高純度化などの多くの重大問題解決に貢献し得る．
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| 研究成果の概要 |
昇温脱離法(TPD)は試料の化学的性質を明らかにすることが可能な分析ツールである．本研究では超高温・高感度なTPD測定システムの確立に成功し，窒素含有炭素材料の定性・定量同時分析を実現した．窒素含有量が微量である場合においても分析が可能であり，本法はXPSやCHN元素分析といった従来法を補完する新規分析手法であるといえる．対象材料は窒素含有炭素に限定されず，今後様々な材料中における微量ヘテロ元素種の新規分析手法としてさらなる展開が期待される．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した超高温・高感度なTPD測定システムは，窒素含有炭素材料の定性・定量同時分析を実現し，窒素含有量が微量である場合においても分析が可能である．分析対象とした窒素含有炭素材料は，燃料電池の白金に代わる新規酸素還元触媒として期待されている．本手法により触媒中における窒素種の真の導入形態を解明することができれば，触媒性能向上に大きく貢献することが期待される．
また，炭素材料中の微量不純物は黒鉛電極の品質低下に大きな影響を及ぼしている．本手法を通して微量不純物元素種の動態に関する理解が深まれば，産業界への幅広い波及効果が期待される．
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