構造制御による高活性鉄族ナノ合金触媒の創製

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25288030
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 山内 美穂 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 准教授 (10372749)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: ナノ合金 / 触媒

研究実績の概要

昨年度は、メスバウアー分光により高いFT活性を示すFe-Coナノ合金上での反応メカニズムの解明を行った。本年度は、アークプラズマ蒸着法を用いて、小粒径(直径10 nm以下の）のFe-Coナノ合金触媒の作製を行った。作製した試料を水素ガスによる活性化処理を行った。高分解能のTEM観察を行った結果、規則構造を有する(直径10 nm以下の）のFe-Coナノ合金触媒の作製に成功したことが明らかとなった。
アンモニアは肥料の原料として有名であるが、近年では、CO2を排出しないクリーンな燃料としても着目されている。現在、Fe触媒を用いるハーバー・ボッシュ法によりアンモニアが工業的に生産されているが、高温・高圧が必要であり、また生成したNH3に被毒されるという欠点がある。他方、Ru触媒は低温・低圧で活性を示すが、高圧では水素に被毒されるという問題点がある。本研究ではFeをRuに固溶したナノ合金触媒を作製し、新たなアンモニア合成触媒を創製することを目的とし、Ru-Fe合金ナノ粒子の作製およびその触媒活性評価を行った。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] University of Illinous(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: University of Illinous
• [雑誌論文] One-step electrosynthesis of ethylene and ethanol from CO2 in an alkaline electrolyzer (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Ma, M. Sadakiyo, R. Raymond, M. Heima, M. Yamauchi, P. J. A. Kenis
  • 雑誌名: J. Power Sources 巻: 31 ページ: 219-228
  • DOI: 10.1016/j.jpowsour.2015.09.124
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Atomically Mixed Fe-Group Nanoalloys: Catalyst Design for the Selective Electrooxidation of Ethylene Glycol to Oxalic Acid (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Matsumoto, M. Sadakiyo, M. L. Ooi, T. Yamamoto, S. Matsumura, K. Kato, T. Takeguchi, N. Ozawa, M. Kubo, M. Yamauchi
  • 雑誌名: Phys, Chem. Chem. Phys. 巻: 17 ページ: 11359-11366
  • DOI: 10.1039/C5CP00954E
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Preparation of solid-solution type Fe-Co nanoalloys by synchronous deposition of Fe and Co using dual arc plasma guns (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Sadakiyo, M. Heima, T. Yamamoto, S. Matsumura, M. Matsuura, S. Sugimoto, K. Kato, M. Tanaka, M. Yamauchi
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 44 ページ: 15764-15768
  • DOI: 10.1039/C5DT02815A
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Catalyst Development for the Rearization of Carbon-Neutral Energy Cycles (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Yamauchi
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
  • 発表場所: Hawaii
  • 年月日: 2015-12-16 – 2015-12-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Hydrogen-related properties of metal and alloy nanoparticles (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Yamauchi
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
  • 発表場所: Hawaii
  • 年月日: 2015-12-15 – 2015-12-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Materials Development For The Realization of Carbon-Neutral Energy Cycles (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Yamauchi
  • 学会等名: 1st 1st Japan-Korea Joint Symposium on Protonics and Related Materials
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2015-11-27 – 2015-11-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Materials Development For The Realization of Carbon-Neutral Energy Cycles (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Yamauchi
  • 学会等名: 5th Asian Symposium on Advanced Materials: Chemistry, Physics & Biomedicine of Functional and Novel Materials (ASAM-5)
  • 発表場所: Busan
  • 年月日: 2015-11-03 – 2015-11-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Materials Development For The Realization of Carbon-Neutral Energy Cycles (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Yamauchi
  • 学会等名: 10th China-Japan Joint Symposium on Metal Cluster Compounds
  • 発表場所: Fuzhou
  • 年月日: 2015-10-25 – 2015-10-25
  • 国際学会 / 招待講演