| 研究課題/領域番号 |
10355027
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
浅見 勝彦 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (20005929)
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| 研究分担者 |
嶋村 和郎 三井船舶, つくば研究センター, 主任研究員
菊池 迪夫 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30204837)
川嶋 朝日 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (50005964)
熊谷 直和 大機エンジニアリング, 研究開発部, 部長(研究職)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2001
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| キーワード | 二酸化炭素リサイクル / 地球温暖化 / アモルファス合金 / メタン化触媒 / 海水電解 / 太陽エネルギー / 酸素発生電極 / 水素発生電極 |
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| 研究概要 |
本研究は本研究代表者らが提案している砂漠での太陽エネルギー発電、砂漠最寄りの海岸での海水電解による水素生成、水素と二酸化炭素の反応によるメタン生成、メタン輸送・使用・二酸化炭素回収からなるグローバルCO_2リサイクルのプロジェクトを実現する上で必要な材料を創製することを目的に研究を行ってきた。
海水電解による水素発生反応用触媒として、ニッケル基板上に作製したNi-MoおよびNi-Mo-O電極を比較し、少量の酸素を含むNi-Mo合金電極は高い活性と耐久性をもつことが判明した。また、Ni-Fe-C電極を種々の条件下で作製し、特性と組成、構造、作製条件などの関係を詳細に調べた結果、50,000A/m^2の高電流密度で加速電解試験を行っても、2年以上水素過電圧はほとんど変わらないこと、高温濃厚NaOH溶液中で電解を停止して数日間の自然浸漬を繰り返しても水素発生過電圧は変化せず、鉄の溶解も見られないことが判明した。
海水電解による酸素発生反応用触媒として、IrO_2を被覆したTi上にアノード電着によりMoを含むMnO_2型酸化物を被覆し、100%の酸素発生効率を示すアノードの創製に初めて成功した。さらにMoの他にWを複合添加することで特性が著しく向上することを見いだした。また、二酸化炭素のメタン化反応用触媒として、アモルファスNi-Zr合金リボンを酸化還元処理して得られるジルコニア担持ニッケル触媒が二酸化炭素のメタン化反応に対して高い活性を示し、この際に活性が高くなるのは正方晶ジルコニアの生成によることを明かにした。また、この正方晶ジルコニアを安定化させる効果をもつ希土類元素のサマリウム(Sm)を添加した触媒の特性を評価した結果、大きな活性向上が見られた。
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