Surface Hydrogen Engineering: Utilization of Spillover Hydrogen and Verification of Quantum Tunneling Effect

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Surface hydrogen engineering: Utilization of spillover hydrogen and verification of quantum tunneling effect
• Project/Area Number: 21H05097
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (II)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Mori Kohsuke 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90423087)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 青木 芳尚 北海道大学, 工学研究院, 教授 (50360475) ; 日沼 洋陽 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80648238) ; 本倉 健 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (90444067) ; 三輪 寛子 電気通信大学, 燃料電池・水素イノベーション研究センター, 特任准教授 (90570911)
• Project Period (FY): 2021-08-23 – 2024-03-31
• Keywords: スピルオーバー / 水素拡散 / 特殊合金ナノ粒子 / 量子トンネル効果

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this project is to understand the controlling factors for making full use of active hydrogen species generated by spillover, and to propose innovative ways to utilize them. Furthermore, we verified the involvement of "quantum tunneling effect" in which chemical reactions proceed through potential barriers, and established a theory (surface hydrogen engineering).
To achieve this goal, the next generation of leaders in the fields of materials chemistry, catalytic chemistry, electrochemistry, surface science, and theoretical calculations collaborated to target the synthesis of new materials, the expression of new functions, and the creation of new principles.

Free Research Field

触媒科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で得られた知見は全くの未知であり学術的価値は極めて高く、環境、エネルギーを指向した新しい魅力ある研究分野を創成できる。また、水素スピル―オーバーの利用による新しい材料の開発は、既存プロセスの高効率化・省エネ化・低コスト化を実現する可能性を秘め、先進的なマテリアルサイエンス分野へも多大な波及効果をもたらす。さらに、基礎研究のレベルを各段に押し上げる効果が表れるだけでなく、近い将来実現されうる水素社会のさらにその先を見据えた次世代水素社会のキーテクノロジーとなる。すなわち水素スピルオーバー技術を基盤に、いかに新たなイノベーションを創出するかに関して、重要な指針と共通認識を提供する。