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多核金属活性点の構築を基盤とした燃料電池用非貴金属カーボン電極触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25708031
研究種目

若手研究(A)

配分区分一部基金
研究分野 有機・ハイブリッド材料
研究機関大阪大学

研究代表者

小野田 晃  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60366424)

研究協力者 林 高史  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (20222226)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
24,960千円 (直接経費: 19,200千円、間接経費: 5,760千円)
2014年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2013年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
キーワード燃料電池 / カーボン触媒 / 電極触媒 / 多核金属錯体 / カーボン材料 / 多核金属中心
研究成果の概要

固体高分子型燃料電池は、高効率なエネルギー変換を実現する技術として最も期待されている。しかし、カソードでの酸素から水への4電子還元を伴う酸素還元反応の高活性な電極触媒の開発は以前として十分でない。本研究では、高効率に酸素還元反応を触媒している生体の金属酵素の多核金属中心を規範とし、非貴金属活性点を組み込んだ含窒素カーボン電極触媒の開発を実施した。非貴金属原料とした新たにヘム金属錯体や金属サレン錯体を活用し、触媒活性点のプリカーサ-を調製後に焼成する手法により、触媒活性点デザインの技術を高め、高活性・高耐久性を実現した非貴金属カーボン電極材料の調製と酸素還元反応における触媒活性評価を行った。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A Highly Active Biohybrid Catalyst for Olefin Metathesis in Water: The Impact of a Hydrophobic Cavity in a β-Barrel Protein2015

    • 著者名/発表者名
      D. F. Sauer, T. Himiyama, K. Tachikawa, K. Fukumoto, A. Onoda, E. Mizohata, T. Inoue, M. Bocola, U. Schwaneberg, T. Hayashi, J. Okuda
    • 雑誌名

      ACS Catal.

      巻: 5 号: 12 ページ: 7519-7522

    • DOI

      10.1021/acscatal.5b01792

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Myoglobin-based non-precious metal carbon catalysts for an oxygen reduction reaction2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Onoda, Yuta Tanaka, Toshikazu Ono, Shotaro Takeuchi, Akira Sakai, Takashi Hayashi
    • 雑誌名

      Journal of Porphyrins and Phthalocyanines

      巻: 19 号: 01-03 ページ: 510-516

    • DOI

      10.1142/s108842461550039x

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Artificial Hydrogenase: Biomimetic Approaches Controlling Active Molecular Catalysts2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Onoda, Takashi Hayashi
    • 雑誌名

      Curr. Opin. Chem. Biol.

      巻: 25 ページ: 133-140

    • DOI

      10.1016/j.cbpa.2014.12.041

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photochemical Property of Myoglobin-CdTe Quantum Dot Conjugate Formed by Supramolecular Host-guest Interaction2014

    • 著者名/発表者名
      T. Himiyama, A. Onoda, T. Hayashi
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 43 号: 7 ページ: 1152-1154

    • DOI

      10.1246/cl.140321

    • NAID

      130004868222

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoinduced Hydrogen Evolution Catalyzed by a Synthetic Diiron Dithiolate Complex Embedded within a Protein Matrix2014

    • 著者名/発表者名
      Akira Onoda, Yoshihiko Kihara, Kazuki Fukumoto, Yohei Sano, and Takashi Hayashi
    • 雑誌名

      ACS Catal.

      巻: 4 号: 8 ページ: 2645-2648

    • DOI

      10.1021/cs500392e

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enzyme-substrate complex structures of CYP154C5 shed light on its mode of highly selective steroid hydroxylation2014

    • 著者名/発表者名
      K. Herzog, P. Bracco, A. Onoda, T. Hayashi, K. Hoffmann, A. Schallmey
    • 雑誌名

      Acta Crystallogr. Sect. D.

      巻: D70 号: 11 ページ: 2875-2889

    • DOI

      10.1107/s1399004714019129

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of New Artificial Metalloproteins by Cofactor Modification of Native Hemoproteins2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hayashi, Yohei Sano, Akira Onoda
    • 雑誌名

      Isr. J. Chem.

      巻: 55 号: 1 ページ: 76-84

    • DOI

      10.1002/ijch.201400123

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Cuサレン錯体を前駆体とする燃料電池用カーボン触媒の作製と酸素還元活性評価2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤 実・田中 雄大・小野田 晃・林 高史
    • 学会等名
      日本化学会96回春季年会
    • 発表場所
      同志社大学、京都府 京田辺市
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 鉄サレン錯体を前駆体とした非貴金属酸素還元カーボン触媒の活性評価:原料の配位子骨格に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      田中 雄大・小野田 晃・林 高史
    • 学会等名
      日本化学会96回春季年会
    • 発表場所
      同志社大学、京都府 京田辺市
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Oxygen Reduction Reaction Activity of Fuel Cell Cathode Catalyst Prepared from Cu Salen Complexes2015

    • 著者名/発表者名
      Minoru Ito, Yuta Tanaka, Akira Onoda, Takashi Hayashi
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Bilateral Workhsop on Nano-Science 2015
    • 発表場所
      大阪大学、大阪府 吹田市
    • 年月日
      2015-11-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Cuサレン錯体を前駆体とする燃料電池カソード触媒の調製と活性評価2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤 実・田中 雄大・小野田 晃・林 高史
    • 学会等名
      錯体化学会第65回討論会
    • 発表場所
      奈良女子大学、奈良県 奈良市
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 異なる配位子骨格を有するサレン鉄錯体を前駆体とする燃料電池カソード触媒の活性評価2015

    • 著者名/発表者名
      田中 雄大・小野田 晃・林 高史
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学、千葉県 船橋市
    • 年月日
      2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 鉄サレン錯体を前駆体とする燃料電池カソード触媒の活性評価2014

    • 著者名/発表者名
      田中 雄大・小野田 晃・林 高史
    • 学会等名
      触媒学会
    • 発表場所
      広島大学、広島県 東広島市
    • 年月日
      2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] サレン鉄錯体の焼成により調製した燃料電池カソード触媒の活性評価2014

    • 著者名/発表者名
      田中 雄大・小野田 晃・林 高史
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋)
    • 年月日
      2014-03-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of Functional Analysis of Myoglobin-based Cathode Catalyst for Polymer Electrolyte Fuel Cell2013

    • 著者名/発表者名
      田中 雄大・小野田 晃・林 高史
    • 学会等名
      The 2nd Japan-France Coordination Chemistry Symposium 2013
    • 発表場所
      東大寺総合文化センター(奈良市)
    • 年月日
      2013-11-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ミオグロビンを用いた燃料電池カーボンアロイカソード触媒の調製と評価2013

    • 著者名/発表者名
      田中 雄大・小野田 晃・林 高史
    • 学会等名
      第3回CSJ化学フェスタ2013
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 年月日
      2013-10-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 大阪大学大学院工学研究科応用化学専攻 林研究室

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~hayashiken/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2017-05-10  

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