| 研究領域 | 表面水素工学：スピルオーバー水素の活用と量子トンネル効果の検証 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05097
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
森 浩亮 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90423087)
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| 研究分担者 |
青木 芳尚 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (50360475)
日沼 洋陽 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80648238)
本倉 健 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (90444067)
三輪 寛子 電気通信大学, 燃料電池イノベーション研究センター, 特任准教授 (90570911)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| キーワード | 水素スピルオーバー / 表面水素工学 / 量子トンネル効果 |
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| 研究実績の概要 |
気相の水素分子が、酸化物表面上に吸着した金属を介して高活性な単原子として流れ出し、高速に拡散する『水素スピルオーバー』現象の原理原則は未だブラックボックスである。本領域では、スピルオーバーにより生成した活性水素種を使いこなすための制御因子を正しく理解し、またその画期的な活用法の提案に取り組んだ。
実験班の森(A01)、本倉(A02)、青木(A03)は、それぞれ革新材料合成、新触媒プロセス、電気化学セルの開発に取り組み、水素スピルーバーの新たな利用法を提案した。同じく実験班の三輪(A05)は、水素様素粒子であるミュオンをプローブにスピルオーバー水素の動的な挙動を直接観察するための予備的な基礎情報取得に努めた。理論計算班の日沼(A04)は、スピルオーバーメカニズムの理論的・系統的理解を独自に進め、さらに実験班に対し理論的裏付けの提供、あるいは理論的な提言を行った。また、総括班では、全体領域会議を3 回開催し、班員間の連携の場を提供した。また、班員の研究支援として、SPring-8、KEK-PF、大阪大学超高圧電子顕微鏡センターの共同利用機器を利用できるように便宜を図った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
実験班の森(A01)、本倉(A02)、青木(A03)は、それぞれ革新材料合成、新触媒プロセス、電気化学セルの開発に取り組み、水素スピルーバーの新たな利用法を提案できた。同じく実験班の三輪(A05)は、水素様素粒子であるミュオンをプローブにスピルオーバー水素の動的な挙動を直接観察するための予備的な基礎情報取得に努め、次年度以降の実験にフィードバックできる。理論計算班の日沼(A04)は、スピルオーバーメカニズムの理論的・系統的理解を独自に進め、さらに実験班に対し理論的裏付けの提供を行い、実験の促進を図った。
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| 今後の研究の推進方策 |
A01班（材料化学・森）では、還元力の強いスピルオーバー水素を駆動力とし、『相制御』に基づいた特殊合金ナノ粒子、触媒材料として全く未開拓なハイエントロピー合金ナノ粒子合成技術へと拡張する。A02班（触媒化学・本倉）では、固体材料・有機分子・金属錯体を触媒活性点として精密に制御・集積させ、水素スピルオーバー現象の特長を最大限引き出した触媒反応システムを設計する。A03班（電気化学・青木）では、欠陥・固体電気化学に基づき水素スピルオーバーを増強する手法を開拓する。
班員の研究支援として、SPring-8、KEK-PF、大阪大学超高圧電子顕微鏡センターの共同利用機器を利用できるように便宜を図る。また、総括班員の人脈を活用し、企業・海外との連携を促進する。領域HPを作成し、情報発信広報を行うととともに、所属学会にてトピックセッションを企画してアウトリーチ活動に努める。
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