| 研究課題/領域番号 |
18K18957
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
伊田 進太郎 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (70404324)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| キーワード | ナノシート / ヒドリド / プロトン / 粒界 / 表面 |
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| 研究実績の概要 |
これまでの研究でロジウムがドープされたチタニアナノシートを水素雰囲気中で処理するとドープされたロジウムサイトに水素が吸着し、ヒドリド種として存在していることを明らかにした。そこで本研究では、このような貴金属上に生成したヒドリド種を積極的に動かすことで、表面・粒界を利用したヒドリド伝導体が得られるか検討した。具体手的には上記に示したロジウムがドープされたナノシートやその出発層状体であるロジウムがドープされた層状チタン酸粉末を用いて、1軸成型でペレットを作成し、電導度測定に必要な電極を形成して、乾燥した水素ガス、重水素ガス、窒素ガス中で電導度を測定した。その結果、窒素ガス中では低い電導度を示したが、ガスを水素や重水素に置換すると、高い電導度を示した。さらに、電導度は水素中と重水素中では異なり、伝導種として水素が関与していることを明らかにした。また、重水素中と軽水素中の電導度を比較すると重水素中で評価した場合の方が伝導率が高くなる結果を得ている。測定系では水は存在しないことから伝導種はプロトンではなく、ヒドリド種であることが予想された。ロジウムがドープされた層状チタン酸ペレットを評価したときの伝導種の活性化エネルギーは約50kJ/molであり、通常のヒドリド伝導体よりも高い活性化エネルギーであった。また、ヒドリド種の形成に関して、ニッケルナノシート等を作成してヒドリド種の形成が確認できるか調査したがヒドリド種の形成は確認されなかった。ロジウム種のようなヒドリド種を形成しやすい化学種を用いる必要があることが表面ヒドリド伝導を達成するには必要であることが考えられる。
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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
粒界・表面に基づくヒドリド伝導特性を示すと考えられる材料の合成に成功しているため。
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| 今後の研究の推進方策 |
１．表面の伝導性と粒界での伝導性を区別できていないため、ロジウムがドープされたチタニアナノシートの単層ナノシートの伝導特性を評価し、表面が寄与している伝導特性を明確にする。このような測定には、くし形電極を用いて実施する予定である。
２．ロジウムのメタルナノシートを水熱合成法で作成し、１と同様な手法でくし形電極を用いて伝導特性を評価する。
３．合成した材料の中から、ヒドリド伝導特性が高いサンプルを選んで、密なペレットを作成し、アノードとカソード電極を形成して、両電極間にヒドリドに基づく起電力が得られるか評価する。
４．昨年度実施した実験の追試実験と本年度得られた結果から、表面・粒子が関与するヒドリド伝導体の提案を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナウイルスの影響で２・３月の情報収集や成果発表の出張が取り止めとなり、予算を次年度に繰り越した。また、ロジウムナノシートなどの貴金属ナノシートの合成を検討していたが、電導度特性評価が中心となったため、それらを合成するための必要な研究費を次年度に繰り越した。これらの予算は評価装置の拡充や、計画通り、上記のナノシート合成の試薬購入等に利用する予定である。
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