| 研究課題/領域番号 |
21K05125
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34020:分析化学関連
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
葛目 陽義 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (20445456)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | ラマン分光 / Ni触媒 / in situ計測 / シェル被覆ナノ粒子 / 増強素子 / ナノ粒子合成 / 合金触媒 / ラマン分光法 / 水電解 / ニッケル / in situ / オペランド / SHINERS / 燃料電池 / 表面増強ラマン分光法 / 電気化学 / 電気化学触媒 / オペランド計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
燃料電池デバイスの本格的な普及に向けた主要素材開発の実用化研究で、基礎研究の成果があまり活用できていない問題点がある。本研究では、『実用化研究に有用な基礎研究成果を獲得するためのオペランド研究の基礎を構築すること』を提案する。そのために二つの課題を立てる。(１)発電環境下での触媒挙動を原子レベルでリアルタイム追跡する直接観察技術(オペランド分光法)の開発を目指す。（２）発電セルでの評価指針に合う触媒を設計・合成し、反応活性・選択性・安定性の優れた触媒開発を目指す。オペランド計測で得られた「生」の情報から、効率的な触媒設計がさらに促進され、燃料電池の実用化が強く推進される事が期待される。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題は『「実用化研究の【評価指針】と【測定法】」を基礎研究の触媒素材開発に導入することで、燃料電池開発に役立つ基礎研究の知見をオペランド研究で獲得し、効率的に燃料電池の実用化を進めること』を目的とし、その課題達成するために、高温・多湿・強酸などの特殊環境下でも高感度分光計測を可能とする増強素子の開発し、オペランド分光計測技術【測定法】の開発に成功した。（２）Ni水電解触媒について表面構造と反応活性の相関に関する基礎知見を基に新触媒を開発する指針【評価指針】を明らかにすることに成功した。研究成果は関連論文発表12報、学会発表14回（招待講演3回）で発表した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで測定困難であった高温・強酸・強塩基など様々な過酷な実用環境におけるオペランド分光計測を可能とする無機シェル被覆ナノ粒子増強ラマン分光法の確立により、表面・界面で進行する化学・電気化学反応の反応中間体や表面吸着物の同定、反応機構や反応活性点の解明が可能となり、電気化学・分析化学分野のみならず、エネルギーデバイス開発分野への学術的・技術的貢献は多大である。また脱炭素社会実現を目指した水素化社会への移行において、高機能低コストの新触媒開発への合成指針を提供することで、産業分野への社会的貢献も大きく予想され、水素製造の高効率化・低コスト化を導く研究成果である。
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