協奏機能が駆動する重水素ガス選択合成とピンポイント重水素化反応

协同作用驱动的氘气选择性合成和精确氘化反应

• 批准号: 22K18920
• 负责人: 森 浩亮
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18920/
• 关键词: 重水素; ギ酸; 合金ナノ粒子; 表面修飾; ナノ粒子

安価で安全な液体であるギ酸（HCOOH）は、次世代のエネルギーキャリアとして注目されている。申請者は、ギ酸からの水素生成反応に優れた金属触媒を重水（D2O）中での反応に用いると、高価な重水素ガスを選択的に合成できることを世界に先駆け報告した。成功の鍵は、固体（触媒）表面上でのH-D交換反応を制御できた点にある。本研究では、今後の世界的な需要拡大に対応できる低コスト製造法として確立すべく、100%の選択性、反応速度の一桁向上を目指す。目的達成のため、合金ナノ粒子の精密制御ならびに塩基性反応場の設計から多角的にアプローチした。本年度は、合金ナノ粒子、塩基性反応場の精密制御から検討を行った。合金ナノ粒子は主にギ酸の分解を司る触媒活性点である。特に、Pd、Au、Pt貴金属とFe、Co、Ni、Cu、Zn汎用金属との合金ナノ粒子触媒を開発する。これらは電気陰性度のギャップが大きく、電気的な偏りのあるアンサンブルサイトが発現しやすいが、熱力学的には調製が困難である。本課題を解決するため、申請者が独自に発展させてきた光還元法を駆使し、金属合金触媒のサイズ・形状・組成・構造・電子状態を精密制御を試みた。塩基性反応場は主に重水素ガス(D2およびHD)の選択性を決定する助触媒として機能する。本年度はグラフェンを担体とし、その表面を様々な塩基性を有する塩基性官能基で修飾したところ、塩基性の違いにより、高価な重水素ガスの選択性を制御できることを見出した。

Ann 価 で security な liquid で あ る ギ acid (HCOOH) は, next generation の エ ネ ル ギ ー キ ャ リ ア と し て attention さ れ て い る. Applicants は, ギ acid か ら の water element to generate the 応 に optimal れ た metal catalyst を heavy water (D2O) で の anti 応 に with い る と, high 価 な heavy water element ガ ス を sentaku に synthetic で き る こ と を world に 駆 first け report し た. The successful <s:1> bond <e:1> and the で <s:1> H-D exchange on the solid (catalyst) surface counter応 を control で た た point にある. This study で は の world, future な need company, big に 応 seaborne で き る low コ ス ト manufacturing method と し て establish す べ く, 100% の sentaku, anti の a girder 応 speed up を refers す. Objective: To achieve <s:1> ため, precise control of alloy ナノ particle <e:1> ならびに basic anti応 field <e:1>, and design にアプロ ら polygonal にアプロ, チ, チ and た. This year, the precision manufacturing of ナノ, alloy ナノ particles, and basic anti応 field ナノ is discussed at ら検 and を. Alloy ナノ particles main にギ acid <s:1> decomposition を si る catalyst active site である. Special に, Pd, Au, Pt precious metals とFe, Co, Ni, Cu, Zn general-purpose metals と <s:1> alloy ナノ particle catalyst を development する. こ れ ら は electric 気 negative degrees の ギ ャ ッ プ が big き く, electric 気 な partial り の あ る ア ン サ ン ブ ル サ イ ト が 発 now し や す い が, thermodynamics of に は modulation が difficult で あ る. This topic を solve す る た め alone, applicants が に 発 exhibition さ せ て き た light element method also を 駆 make し, metal alloy catalyst の サ イ ズ, shape, composition, structure, electronic state を precision suppression try を み た. Salt basic reverse 応 field は main に heavy water element ガ ス (D2 お よ び HD) の sentaku sex を decided す る help catalyst と し て function す る. This year は グ ラ フ ェ ン を supporter と し, そ の surface を others 々 な salt basic を have す る salt basic functionality で modified し た と こ ろ, salt base の violations い に よ り, high 価 な heavy water element ガ ス の を sentaku sex suppression で き る こ と を shows し た.

项目成果

次世代水素技術としてのスピルオーバー水素を活用した多元系合金ナノ粒子の合成

利用溢出氢合成多元合金纳米颗粒作为下一代氢技术

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Yamazaki;T. Toyonagak;N. Doshita;K. Mori;Y. Kuwahara;S. Yamazaki;H. Yamashita;森 浩亮
• 通讯作者: 森 浩亮

Boosting Photocatalytic Hydrogen Peroxide Production from Oxygen and Water Using a Hafnium-Based Metal-Organic Framework with Missing-Linker Defects and Nickel Single Atoms

• DOI: 10.1021/acscatal.2c04940
• 发表时间: 2022-11-22
• 期刊: ACS CATALYSIS
• 影响因子: 12.9
• 作者: Kondo, Yoshifumi;Honda, Kotaro;Yamashita, Hiromi
• 通讯作者: Yamashita, Hiromi

カーボンニュートラル社会構築を目指した金属有機ハイブリッド触媒の開発

开发金属有机杂化催化剂以建设碳中和社会

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Yamazaki;T. Toyonagak;N. Doshita;K. Mori;Y. Kuwahara;S. Yamazaki;H. Yamashita;森 浩亮;森 浩亮;森 浩亮
• 通讯作者: 森 浩亮

Controlled Release of Hydrogen Isotope Compounds in the Heterogeneously-catalyzed Formic Acid Dehydrogenation

多相催化甲酸脱氢中氢同位素化合物的控释

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Yamazaki;T. Toyonagak;N. Doshita;K. Mori;Y. Kuwahara;S. Yamazaki;H. Yamashita;森 浩亮;森 浩亮;森 浩亮;森 浩亮;Kohsuke Mori;Kohsuke Mori
• 通讯作者: Kohsuke Mori

カーボンニュートラル社会構築を目指した次世代触媒開発のための理論計算の活用

利用理论计算开发旨在建设碳中和社会的下一代催化剂

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Yamazaki;T. Toyonagak;N. Doshita;K. Mori;Y. Kuwahara;S. Yamazaki;H. Yamashita;森 浩亮;森 浩亮
• 通讯作者: 森 浩亮