磁鉄鉱の室温における水性ガスシフト反応に対する触媒作用の検証と機構解明

• 研究課題/領域番号: 25K01669
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 清水 智子 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (00462672)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2027年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2026年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2025年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
• キーワード: 磁鉄鉱 / 水性ガスシフト反応 / 準大気圧光電子分光 / 走査型トンネル顕微鏡

研究開始時の研究の概要

エネルギー資源として注目される水素を生成する反応である水性ガスシフト反応(H2O+CO→H2+CO2)の触媒として、より安価で環境負荷の少ない磁鉄鉱Fe3O4が注目されている。本研究では、表面に水と一酸化炭素を曝露した際に、分子がどこにどのように吸着するか、どのような反応機構で進行するのか、また室温でも反応が起こるのか、より高い触媒活性を得るためにどのような触媒設計が有効か、等を検証する。原子分解能で構造を可視化する走査型トンネル顕微鏡と、反応中の化学状態を分析できるX線光電子分光の両方を駆使し、低コストと低環境負荷を実現する水素発生触媒の提案を目指す。