ナノ構造制御合金表面系の物理構築に基づいたオンボード脱水素触媒のラボレベル開発

• 研究課題/領域番号: 26249150
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: エネルギー学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 和田山 智正 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (20184004)
• 研究分担者: 田邉 匡生 東北大学, 工学研究科, 准教授 (10333840)
• 連携研究者: 轟 直人 東北大学, 大学院環境科学研究科, 助教 (10734345)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 41,600千円 (直接経費: 32,000千円、間接経費: 9,600千円); 2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円); 2014年度: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円)
• キーワード: 触媒・化学プロセス / ナノ材料 / 表面・界面物性 / 燃料電池 / エネルギーキャリア / 二酸化炭素電解還元

研究成果の概要

エネルギーキャリア分子などの電極表面における反応特性と実触媒表面の原子配列・構造との関係を原子・分子レベルで検討するための要素技術開発、並びに脱水素反応や直接エタノール型燃料電池の電極反応、さらに二酸化炭素の電気化学還元に有効な触媒のラボレベル開発を目指したものである。具体的には、分子線エピタキシ(MBE)法によりPtやAuの基本低指数単結晶基板（M(hkl)）に第2元素Xを添加して作製したX/M(hkl)について、その表面構造解析や表面電気化学応答や反応過電圧の検討結果に基づき、過電圧の低い触媒を得る上で適切な合金最表面原子配列・組成を議論した。

研究成果

• [雑誌論文] On-Line Mass Spectrometry for Ethanol Oxidation on Well-Defined Sn/Pt(hkl) Electrode Surfaces (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Nakamura, T. Inoue, T. Matsuda, N. Todoroki, T. Wadayama
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: 75 号: 14 ページ: 1029-1033
  • DOI: 10.1149/07514.1029ecst
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electrochemical Reduction of CO2 on Ni- and Pt-Epitaxially Grown Cu(111) Surfaces (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Todoroki, N. Yokota, S. Nakahata, H. Nakamura, T. Wadayama
  • 雑誌名: Electrocatalysis 巻: 7 号: 1 ページ: 97-103
  • DOI: 10.1007/s12678-015-0286-6
  • 査読あり
• [学会発表] コバルト表面修飾金単結晶表面における二酸化炭素電解還元反応生成物分析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 和田山 智正, 程 宏輝，鶴巻 碩人, 宮川 拓, 望月 智裕, 轟 直人
  • 学会等名: 日本金属学会2018年春期講演大会
• [学会発表] Pt電極表面における酸素還元反応の回転ディスク-オンライン質量分析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鶴巻 碩人, 望月 智裕，程 宏輝，轟 直人，和田山 智正
  • 学会等名: 第85回電気化学会
• [学会発表] Au電極上におけるCO2還元生成物のオンライン質量分析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 轟 直人, 程 宏輝, 鶴巻 碩人, 望月 智裕, 宮川 拓, 和田山 智正
  • 学会等名: 第85回電気化学会
• [学会発表] Au(hkl)表面におけるCO2電解還元反応生成物のオンライン電気化学質量分析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 程 宏輝,鶴巻 碩人,井上 達彦,轟 直人,和田山 智正
  • 学会等名: 第84回電気化学会
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス、東京都八王子市
  • 年月日: 2017-03-25
• [学会発表] Au基合金単結晶表面系におけるCO2電解還元生成物のオンライン電気化学質量分析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 程 宏輝, 鶴巻 碩人, 井上 達彦, 轟 直人, 和田山 智正
  • 学会等名: 電気化学会第30回東北若手の会
• [学会発表] Au(hkl)表面合金系におけるCO2電解還元生成物のその場分析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 程 宏輝, 鶴巻 碩人, 井上 達彦, 轟 直人, 和田山 智正
  • 学会等名: 第10回新電極触媒シンポジウム＆宿泊セミナー
• [学会発表] Online Electrochemical Mass Spectrometry for electrochemical CO2 reduction products on Au(hkl) Surfaces (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Tei, H. Tsurumaki, T. Inoue, N. Todoroki and T. Wadayama
  • 学会等名: ISSS-8
• [学会発表] よく規定されたAu表面における二酸化炭素電解還元過程のオンライン電気化学質量分析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鶴巻 碩人, 程 宏輝, 轟 直人, 和田山 智正
  • 学会等名: 日本金属学会 2017年秋期講演大会
• [学会発表] On-Line Mass Spectrometry for Ethanol Oxidation on Well-Defined Sn/Pt(hkl) Electrode Surfaces (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Nakamura, T. Inoue, T. Matsuda, N. Todoroki, T. Wadayama
  • 学会等名: PRiME2016
  • 発表場所: Hawaii Convention Center、USA
  • 年月日: 2016-10-05
  • 国際学会
• [学会発表] メチルシクロヘキサンの熱的脱水素反応で用いる蒸着Pt-Co合金触媒の活性な表面組成探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 程 宏輝, 中村 大樹, 轟 直人, 和田山 智正
  • 学会等名: 日本金属学会2016年秋期講演大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス、大阪府豊中市
  • 年月日: 2016-09-21
• [学会発表] Sn/Pt(hkl)電極表面におけるエタノール酸化反応のオンライン質量分析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村 大樹, 井上 達彦, 松田 哲彦, 轟 直人, 和田山 智正
  • 学会等名: 電気化学会第83回大会
  • 発表場所: 大阪大学、大阪府吹田市
  • 年月日: 2016-03-29
• [学会発表] 貴金属表面におけるメチルシクロヘキサンの電気化学挙動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中村 大樹, 井上 達彦, 尾本 洋二, 轟 直人, 和田山 智正
  • 学会等名: 日本金属学会2015年秋期講演大会
  • 発表場所: 九州大学、福岡県福岡市
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 白金基板上におけるメチルシクロヘキサンの電気化学的挙動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上達彦，尾本洋二，中村大樹，轟直人，和田山智正
  • 学会等名: 電気化学会第82回大会
  • 発表場所: 横浜国立大学(神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-03-15 – 2015-03-17
• [備考] 有機水素キャリアの脱水素化
  • URL: http://www.material.tohoku.ac.jp/~kaimenb/research2.html