教員の紹介
研究者情報
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学位
工学博士
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担当授業科目
化学III，先端材料物質総合工学I，先端材料物質工学実験I，プロセス工学，先端材料物質工学
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専門分野
触媒化学、物理化学、無機物質化学
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研究テーマ
貴金属代替材料の開発，水素製造触媒の設計?開発，多孔質触媒材料の設計?開発
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研究内容キーワード
固体触媒，多孔質材料，クリーン燃料，遷移金属窒化物?炭化物
研究室の概要
二酸化炭素による温暖化が地球規模の問題となり、カーボンニュートラルに向けた取り組みが進められ、再生可能エネルギーに関する研究が世界中で活発化している。これらの研究の中で、再生可能エネルギーの効率的な利用のために、再生可能エネルギーを利用して製造した水素を、水素を含有するエネルギー媒体（エネルギーキャリア）に転換し、これを輸送?貯蔵して、必要に応じて消費地でエネルギーキャリアを変換して電力を得るという一連のシステムが考えられている。このシステムのキーテクノロジーであるエネルギーキャリアの製造?変換工程で重要な役割を果たすのが触媒で、白金で代表される貴金属触媒が有効であることが知られている。しかし、貴金属は資源量に問題がある。このような背景のもと、エネルギーキャリアの製造?変換に高性能を示す貴金属触媒に変わりうる触媒材料や多様な資源からの水素製造を可能にする触媒材料の設計?開発に取り組んでいる。
研究室の研究テーマ
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貴金属代替触媒材料の設計?開発
白金で代表される貴金属は自動車、燃料電池、化学プロセス等、広範囲で触媒として使用されているが、その存在量は極めて少ない。そのため貴金属代替触媒材料の開発は重要な研究課題の一つとなっている。遷移金属は貴金属類似の触媒性能を有するが、その性能は低い。この欠点を克服するために、遷移金属酸化物の高表面積化ならびに表面改質を行い、貴金属代替触媒材料の開発を進めている。
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多様な炭素資源からの水素製造を指向した高機能触媒の設計?開発
燃料電池は高効率で二酸化炭素を排出しないためカーボンニュートラルにとって重要なシステムである。現在、燃料電池の燃料である水素は天然ガスの水蒸気改質で製造されているが、燃料電池の普及には広く使用されているLPガスや灯油を原料とした水素製造を構築する必要がある。しかし、これらの改質では炭素析出が問題になっている。そこで、ペロブスカイト型酸化物をベースにした炭素析出しにくい触媒の設計?開発を行っている。
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二酸化炭素を化学原料に変換する触媒材料の探索
温暖化の原因物質である二酸化炭素の削減方法の一つであるカーボンリサイクルでは再生可能エネルギーを利用して二酸化炭素を有用化合物に変換することを目指している。例えば、二酸化炭素とメタンを反応させて一酸化炭素と水素に変換し、これからメタノールや液体燃料を合成、あるいは再生可能エネルギーで製造した水素と二酸化炭素を反応させてメタノールを合成するという反応である。これらの反応に有効な触媒材料の探索を行っている。