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水の熱化学分解による水素ガス生成のための低温活性型・酸素貯蔵材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26288104
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 無機工業材料
研究機関神奈川大学 (2015-2016)
北海道大学 (2014)

研究代表者

本橋 輝樹  神奈川大学, 工学部, 教授 (00323840)

研究分担者 齋藤 美和  神奈川大学, 工学部, 助教 (60594215)
連携研究者 吉川 信一  北海道大学, 大学院工学研究院, 教授 (10127219)
鱒渕 友治  北海道大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80466440)
研究協力者 陰山 洋  京都大学, 大学院工学研究科, 教授 (40302640)
久保田 佳基  大阪府立大学, 理学系研究科, 教授 (50254371)
DRONSKOWSKI Richard  アーヘン工科大学, 教授
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2014年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
キーワードセラミックス / 酸素貯蔵材料 / 水素ガス製造
研究成果の概要

本研究では、水を熱化学分解して水素ガスを発生させる機能性セラミックス:「酸素貯蔵材料」の設計・開発を行った。ダブルペロブスカイト型BaLnMn2O5(Ln: 希土類元素)において、500℃で水分解による水素生成活性を確認した。水素生成反応活性はLn種に強く依存し、Ln3+イオン半径が大きいほどBaLnMn2O5の反応活性は高かった。量子化学計算に基づく熱力学的エネルギー解析により、本材料の酸化還元活性がLnサイトの等価数元素置換により強く影響を受けることが判明し、化学組成制御が材料テーラリングにおいて有望であると結論付けた。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] RWTH Aachen University(Germany)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] RWTH Aachen University(Germany)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] 酸素貯蔵材料BaLnMn2O5+d (Ln = La, Nd, Gd, Y) における酸素吸収放出の熱力学2017

    • 著者名/発表者名
      本橋輝樹
    • 雑誌名

      熱測定

      巻: 44 ページ: 9-13

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Significant lanthanoid substitution effect on the redox reactivity of the oxygen-storage material BaYMn2O5+d2016

    • 著者名/発表者名
      Teruki Motohashi, Makoto Kimura, Yuji Masubuchi, Shinichi Kikkawa, Janine George, and Richard Dronskowski
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 28 号: 12 ページ: 4409-4414

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.6b01501

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Oxygen storage capability of BaYMn2O5+d studied by high-temperature X-ray diffraction under precisely controlled oxygen pressures2016

    • 著者名/発表者名
      Teruki Motohashi, Yoshiki Kubota, and Hiroshi Kageyama
    • 雑誌名

      SPring-8 Research Frontiers 2015

      巻: なし ページ: 88-89

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 新規酸素貯蔵材料の開発と酸素ガス製造・濃縮への応用2016

    • 著者名/発表者名
      本橋輝樹
    • 雑誌名

      耐火物

      巻: 68 ページ: 554-559

    • NAID

      40021022619

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Oxygen storage capability of BaYMn2O5+d studied by high-temperature X-ray diffraction under precisely controlled oxygen pressures2016

    • 著者名/発表者名
      T. Motohashi, Y. Kubota, and H. Kageyama
    • 雑誌名

      SPring-8 Research Frontiers 2015

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] マンガンをベースにした酸素貯蔵材料:応用に向けた材料開発と材料テーラリング2015

    • 著者名/発表者名
      本橋輝樹
    • 雑誌名

      神奈川大学工学研究所所報

      巻: 38 ページ: 17-21

    • NAID

      120006940647

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Redox characteristics variations in the cation-ordered perovskite oxides BaLnMn2O5+d (Ln = Y, Gd, Nd, and La) and Ca2Al1-xGaxMnO5+d (0 =< x =< 1)2015

    • 著者名/発表者名
      T. Motohashi, M. Kimura, T. Inayoshi, T. Ueda, Y. Masubuchi, and S. Kikkawa
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 未定 号: 23 ページ: 10746-10752

    • DOI

      10.1039/c4dt03863k

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Remarkable Oxygen Intake/Release of BaYMn2O5+&#61540; Viewed from High-Temperature Crystal Structure2015

    • 著者名/発表者名
      Teruki Motohashi, Taira Takahashi, Makoto Kimura, Yuji Masubuchi, Shinichi Kikkawa, Yoshiki Kubota, Yoji Kobayashi, Hiroshi Kageyama, Masaki Takata, Susumu Kitagawa, Ryotaro Matsuda
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 119 号: 5 ページ: 2356-2363

    • DOI

      10.1021/jp511648b

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ダブルペロブスカイト型BaLnMn2O5+δ (Ln = La, Gd, Y)の水素生成反応活性とその温度依存性2016

    • 著者名/発表者名
      大森淳平,中川億人,齋藤美和,本橋輝樹
    • 学会等名
      日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      富士緑の休憩村(山梨県、山梨)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ダブルペロブスカイト型BaLnMn2O5+δ (Ln = La, Gd, Y) の希土類元素の違いによる水素生成反応活性2016

    • 著者名/発表者名
      大森淳平,中川億人,齋藤美和,本橋輝樹
    • 学会等名
      第11回セラミックスフェスタin神奈川
    • 発表場所
      神奈川大学(神奈川県、横浜)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マンガン系酸素貯蔵材料BaLaMn2O5+δナノ粒子の水熱合成2016

    • 著者名/発表者名
      片倉陵太,齋藤美和,本橋輝樹
    • 学会等名
      第11回セラミックスフェスタin神奈川
    • 発表場所
      神奈川大学(神奈川県、横浜)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Remarkable energy-related functionalities hidden in strongly-correlated magnetic materials2015

    • 著者名/発表者名
      T. Motohashi
    • 学会等名
      25th Annual Meeting of MRS-Japan
    • 発表場所
      Yokohama Port Opening Plaza (Yokohama)
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fe含有ペロブスカイト型酸化物の酸素不定比性と酸化還元活性2015

    • 著者名/発表者名
      平松貴彦、齋藤美和、本橋輝樹
    • 学会等名
      第10回セラミックフェスタ in 神奈川
    • 発表場所
      東海大学(平塚)
    • 年月日
      2015-12-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ダブルペロブスカイト型BaLaMn2O5+dを用いた水分解反応による水素生成2015

    • 著者名/発表者名
      本橋輝樹、木村誠、鱒渕友治、吉川信一、Janine George、Richard Dronskowski
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第28回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      富山大学(富山)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ga置換したブラウンミラーライト型Ca2AlMnO5+dの酸素吸収放出特性2014

    • 著者名/発表者名
      稲吉健、本橋輝樹、鱒渕友治、吉川信一
    • 学会等名
      第4回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ダブルペロブスカイト型BaLnMn2O5+d(Ln = Y, Gd, Nd, La)の水からの水素生成反応性2014

    • 著者名/発表者名
      木村誠、本橋輝樹、鱒渕友治、吉川信一
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島)
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 層状マンガン酸化物における酸素貯蔵応用に向けた酸化還元特性制御2014

    • 著者名/発表者名
      本橋輝樹
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島)
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ブラウンミラーライト型Ca2AlMnO5+dの酸素吸収放出特性に対するGa置換効果2014

    • 著者名/発表者名
      稲吉健、本橋輝樹、鱒渕友治、吉川信一
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2014年夏季研究発表会
    • 発表場所
      苫小牧工業高等専門学校(苫小牧市)
    • 年月日
      2014-07-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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