| 研究課題/領域番号 |
22K19078
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
轟 直人 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (10734345)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| キーワード | 水素 / 水電解 / 酸素発生反応 / 電極触媒 / 異方歪み |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、エピタキシャル成長した酸化物ヘテロ構造（RuO2/XO2/TiO2(110); X = Ir, Sn）をモデル触媒として用い、異方歪みが水電解酸素発生触媒特性に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。RuO2/TiO2(110)に対し、SnO2を中間層として挿入することにより、RuO2触媒とTiO2担体間の構造的・電気的ミスマッチが緩和され、触媒活性・耐久性ともに大幅に向上した。以上の結果より、RuO2触媒に加わる異方歪みを適切に制御することにより、酸素発生触媒特性の変調が可能であることが示された。
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| 自由記述の分野 |
電極触媒、水電解、表面科学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の遂行により、異相酸化物とRu酸化物触媒の格子ミスマッチに起因して印加される異方歪みを制御することにより酸素発生触媒活性・耐久性を向上するための重要な基礎的知見が得られた。酸素発生触媒は固体高分子型水電解水素製造装置のボトルネック技術であり、既往のIr酸化物触媒の代替材料開発は重要な課題である。本研究で研究対象としたRu酸化物はIr酸化物代替触媒の有力候補であり、本研究で得られた異方歪み制御の知見を実用材料に生かすことにより、水電解法による水素製造効率の向上、水素コストの低減が期待される。
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