| 研究課題/領域番号 |
20KK0111
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分27:化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
鳥屋尾 隆 北海道大学, 触媒科学研究所, 准教授 (80775388)
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| 研究分担者 |
前野 禅 工学院大学, 先進工学部, 准教授 (30721154)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-27 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2023年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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| キーワード | 固体触媒 / Modulation Excitation / 触媒反応場 / オペランド分光 / 不均一系触媒 / in situ/operando分光 / Operando分光 / 計算科学 / 放射光 / X線吸収分光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Modulation Excitation (ME)法は分光法におけるシグナル/ノイズ(S/N)比を劇的に向上させ、物理・化学現象の動的過程に関与する種を選択的に解析することのできる強力な手法である。本研究では、このME分光と、触媒動作条件下で触媒の分光学的評価と触媒活性・選択性の測定を同時に行う手法と定義されているOperando観測とを組み合わせることで触媒反応機構研究を行い、触媒反応場の設計指針を確立する。触媒反応としては主に二酸化炭素の水素化反応を扱う。得られる触媒設計指針に基づいて実触媒を開発するとともに、当該分野の学術基盤を確立する。
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| 研究成果の概要 |
Modulation Excitation (ME)法は分光法におけるシグナル/ノイズ(S/N)比を劇的に向上させ、物理・化学現象の動的過程に関与する種を選択的に解析することのできる強力な手法である。本研究では、Operando ME分光を用いた検討を通して、CO2水素化反応に有効な触媒反応場を設計することを目的とした。より具多的には、150℃程度の低温におけるCO2/H2からのメタノール合成に対して、Operando ME分光を適用して反応機構解明及び触媒反応場設計指針の構築を目指した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Operando ME分光を用いた検討により、CO2水素化反応、特に、CO2/H2からの低温メタノール合成反応に有効な触媒設計を行うにあたって重要な知見が得られた。得られた結果および触媒設計指針を基に、更なる触媒性能の向上と実用化に向けた研究開発を進めることを計画している。また本研究では、反応場での触媒の活性化というより一般性の高いユニークな現象も発見した。CO2水素化反応のみならず、他の触媒反応や、物質のダイナミクスが関わる幅広い科学分野において本研究成果が活用されると期待できる。
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