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高性能ホウ素－窒素系水素貯蔵材料の研究

高性能硼氮储氢材料的研究

基本信息

批准号：
13F03509
负责人：
徐強
金额：
$ 1.47万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13F03509/
关键词：
水素水素貯蔵エネルギー

项目摘要

来る水素エネルギー社会を支えるキーテクノロジーとして、高効率水素貯蔵技術の確立が求められている。これまで報告されている化学的水素貯蔵材料は水素放出温度が高い上、燃料電池電極触媒の被毒成分の発生が問題となっている。そのために、水素含有量が高く、温和な条件下で水素放出が可能で且つ燃料電池電極触媒の被毒成分を副生しない化学的水素貯蔵材料の開発が強く求められている。本研究では、ホウ素-窒素系化学水素化物を有望な化学的水素貯蔵材料として取り上げ、ホウ素-窒素系化学水素化物の常温での選択的脱水素化・水素発生触媒を開発し、高性能水素貯蔵材料・技術の確立を目的としている。ジアミンを用いてグラフェンを修飾することにより、グラフェン上にサイズの小さい金属ナノ粒子を固定化し、アンモニアボランの加水分解・水素発生反応に高い活性を示す触媒を開発した。まず、ジアミンを用いてグラフェンを修飾した。グラフェンに連結したアミン基と金属イオンとの配位効果を利用して、シンプルな還元過程によって、銅―コバルトナノ粒子をグラフェンに固定化した。TEM測定によって粒子径が極めて小さく、且つ粒子径分布が均一であることが確認された。合成されたジアミン修飾グラフェン担持銅―コバルトナノ粒子触媒は、アンモニアボランの加水分解・水素発生反応に優れた触媒性能を示し、極めて高いターンオーバー頻度（TOF）を示した。ジアミンは銅―コバルトナノ粒子の高分散に寄与し、また銅とコバルトとの金属間相乗効果は高い触媒性能に寄与することが明らかになった。

In the future, water element production will be supported by society, and high-efficiency water element storage technology will be established. This paper reports that chemical water storage materials have high water release temperatures and problems in the generation of toxic components in fuel cell electrode catalysts. In addition, the development of chemical water storage materials with high water content and mild water emission is possible under mild conditions, and the development of toxic components of fuel cell electrode catalysts is strongly required. This study aims to develop and establish high performance water storage materials and technologies for the selection of dehydration and water generation catalysts for chemical hydrates at room temperature. Immobilization of small metal particles on the surface of the catalyst, development of catalysts with high activity for hydrolysis, water generation and reaction. In the middle of the game, the game was played. The coordination effect of copper and copper in the reaction process is immobilized by the reaction of copper and copper particles. TEM measurements show that particle sizes are extremely small and uniform. Synthesis of Cu-based particle catalysts with high TOF and high catalytic performance for hydrolysis and water generation reactions. The high dispersion of copper particles and the intermetallic phase effect of copper particles on the catalyst performance are important factors.