| 研究課題/領域番号 |
21H01710
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
荻原 仁志 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60452009)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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| キーワード | ペロブスカイト / ナノ材料 / 電極触媒 / 酸素発生反応 / アルコール / 電解酸化 / 前駆体集積法 / 複合酸化物 / 水の酸化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ペロブスカイト型複合酸化物（ABO3）は高機能触媒としての利用が期待されているが，高比表面積化（＝ナノサイズ化）が難しく，その応用の障壁になっている。本研究ではナノカーボン表面に金属前駆体を集積する技術（前駆体集積法）に基づき，「高表面積ペロブスカイトナノ物質の汎用的合成法の確立と生成機構の解明」を目指す。合成したペロブスカイトナノ物質群を電極触媒に用いて，電解による高効率な物質転換プロセスを開拓する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，前駆体集積法を用いたペロブスカイトナノ構造体の合成とその応用を検討した。ナノカーボン上に前駆体を均一に集積させる技術を見出し，この技術によって高表面積の種々のペロブスカイトを合成できることがわかった。ナノカーボンの形態により，ペロブスカイトのナノ構造を制御できた。前駆体集積法のメカニズムを解析した結果，異種金属前駆体がナノレベルで炭素表面に集積することが，ペロブスカイト生成の駆動力になることが明らかになった。また，NiFe(OH)x/Cの電極触媒活性も評価し，この複合水酸化物ではNiとFeが原子レベルで近接しており，その結果，高い酸素発生反応活性を示すことがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，前駆体集積法を用いることで高表面積のペロブスカイトナノ構造体を効率的に合成できる新手法を確立した点に学術的意義がある。異種金属前駆体が炭素表面においてナノレベルで均一集積し，このナノ混合状態がペロブスカイト生成を促進するメカニズムを解明したことも成果として強調したい。また，原子レベルで分散した異種金属種（NiとFe）が高い酸素発生反応活性を示すことを実証し，これは電極触媒化学分野に対する新たな知見となる。本研究は，ナノペロブスカイトの簡便な合成法，およびグリーン水素の大量生産に寄与する可能性があり，社会的な波及効果が期待される。
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