2018 年度研究成果報告書

イオン伝導利用型の新しい高性能環境触媒

研究課題

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研究課題/領域番号	17K14812
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
研究分野	無機材料・物性
研究機関	大阪大学
研究代表者	布谷直義大阪大学, 工学研究科, 助教 (40715314)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード	環境触媒 / メタン / 揮発性有機化合物 / 酸化触媒 / 希土類 / イオン伝導
研究成果の概要	固体内の酸化物イオン伝導の観点から、新規環境触媒の創成を行った。自動車排ガス用助触媒として用いられているCeO2-ZrO2に、Ce4+やZr4+より低価数のFe2+/3+、Ni2+/3+、Bi3+を導入することで酸化物イオン欠陥を形成させ、酸化物イオン伝導性を増加させた助触媒を創成した。これを、PdやPtと組み合わせたところ、メタンを280℃、トルエンを100℃、ホルムアルデヒドを20℃で完全燃焼できる触媒を実現した。さらに、酸化物イオン伝導体として知られているアパタイト型酸化物（La10Si6O27）もメタンやVOCs酸化の助触媒として機能することを明らかにした。
自由記述の分野	環境触媒
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究では、温室効果ガスであるメタン、および人体や環境に有害な揮発性有機化合物（Volatile Organic Compounds; VOCs）を、高効率で分解することを目指し、「イオン伝導」の観点を取り入れた新しい環境触媒を創成した。その結果、従来触媒（メタンは350℃、VOCsは150℃）よりも低温（メタンは280℃、トルエンは100℃、ホルムアルデヒドは20℃）で完全燃焼可能な触媒を実現した。