| 研究領域 | 原子層科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
16H00914
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
草部 浩一 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (10262164)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2017年度)
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| 配分額 *注記 |
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | グラフェン / ナノグラフェン / 水素吸蔵 / 触媒 / 水素化社会 / エッジ状態 / トポロジカル量子層 / 表面 / 化学物理 / 水素 / 計算物理 / 触媒・化学プロセス / ナノ材料 / トポロジカル量子効果 |
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| 研究実績の概要 |
３水素化原子欠損を形成したナノグラフェンが示す水素吸脱着自己触媒能力を、凡そ1.3eVまで低下する水素吸着・脱離活性障壁と、同程度の活性をもつナノグラフェン上の水素マイグレーションにより実現できることを突き止めた。この結果を報文で報告し、PCT国際出願を進め、法政大学高井教授による実証実験実施に向けて共同研究を行った。実用材料提供に向けた複数の化学系企業との共同研究も進めた。ナノグラフェン分子で実現した場合に、片面を強く水素還元したグラフォン様ナノグラフェンの合成により、水素放出過程が発熱反応にできることを確認した。インドIACSのSaha教授に協力し有機半導体Cd-MOFの酸化還元反応を調査して特異な伝導特性を示す酸化型及び還元型半導体の合成が可能と学会報告し、加えてNi/グラフェン/Ni積層構造の理論計算により反強磁性配置が安定となる実験と整合する結果を得た。（報文準備中）従来エッジ状態発生が無いとされた１水素終端アームチェア端において、ナノグラフェンバルクにコヒーレントフォノン導入を行うことでエッジ状態を誘起できることを示した。（報文準備中）ナノグラフェン分子として特異な３水素化原子欠損をもつVANG分子を元にポリマー構造を設計し、点欠陥型ゼロモードを配列した分子を構築すると特異な近藤格子系が実現できることを示した。（報文準備中）これらの成果を２つの国際学会における招待講演を通して各国に情報開示した。
水素吸蔵物質の設計により、研究目的としたグラフェン水素貯蔵関連デバイスの理論的開発とシミュレーションによる動作実証は、実証実験への確かな情報提供を行ったことで完成した。特に、従来グラフェンによる水素貯蔵で最大の課題とされた水素放出活性障壁が2eVに及ぶ点、有機ハイドライドの水素放出が吸熱反応となる点、の２点を質的に改善し、新しい水素貯蔵方法を物質合成方法の提供で解決した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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