| 研究課題/領域番号 |
20K15223
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
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| 研究機関 | 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター |
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研究代表者 |
立花 直樹 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 技術支援本部多摩テクノプラザ複合素材技術グループ, 副主任研究員 (60633526)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 酸素還元 / 空気電池 / 窒素ドープカーボン / ボールミル / ビーズミル / 空気極 |
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| 研究成果の概要 |
理論エネルギー密度が大きな空気電池は次世代の電源として注目されているが、空気極の過電圧が大きい。本研究では白金代替触媒として酸化物/窒素ドープカーボンを検討した。まず、高窒素濃度をもつドープカーボンを合成した。熱処理法ではカーボンの酸素官能基量、メカノケミカル法ではボールミル処理時間で窒素量を制御できることを明らかにした。次に、酸化物に低エネルギービーズミル処理を施し、結晶に大きなダメージを与えることなく酸化物を分散することができた。窒素ドープカーボン上に酸化マンガン（IV）を微分散担持したコンポジット触媒を用いたマグネシウム空気電池は極めて大きな最高出力（170 mW/cm2）を示した。
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| 自由記述の分野 |
電気化学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
窒素ドープカーボンを用いた実用触媒の開発には大量スケールで合成可能な手法でそのドープ量を制御できる製法の確立が不可欠である。我々は、熱処理法においては出発原料のカーボンの酸素官能基量、メカノケミカル法においてはミル処理時間で、窒素ドープ量を制御できることを見出した。また、この窒素ドープカーボンに酸化マンガン（IV）を微分散担持したコンポジット触媒を用いたマグネシウム空気電池は極めて大きな出力を得ることができた。したがって、酸化マンガン（IV）/窒素ドープカーボンは白金代替空気極触媒として有望な材料であり、本研究成果は電化がますます進む社会において空気電池の普及に資するものである。
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