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プロジェクト「先進触媒研究」

研究方針

 当プロジェクトでは、イオンビームを主なツールとし、それと同じ荷電粒子からなる電子線、電磁波であるガンマ線も併用しながら、燃料電池革新的二次電池をはじめとした新しい電気化学デバイスの開発に貢献する材料研究に取り組んでいます。

 最近、電気自動車に続くエコカーと期待される水素燃料電池車が、日本で相次いで発売されました。しかし、現在の固体高分子形燃料電池では、その肝になる触媒に貴金属の王様と呼ばれる白金(プラチナ)を使いますので、まだまだ高価なものです。700万円以上という車体価格が、普及に向けて大きな課題と言われています。

 この課題の解決には、「白金の使用量を大幅削減」、「白金を他の物質で代替」 のアプローチがあります。私たちは、人工的物質変換・創生グリーン・ナノテクノロジーを礎とする材料化学の視点に、独自のイオンビーム技術を組み合わせた ”イオンビーム材料化学” というまったく新しい学問、研究を推進することで、次世代エネルギー技術の進展に貢献します。

 

研究課題

 イオンビームや電子線、ガンマ線などの量子ビームは、物質中に高いエネルギーを付与し、その結果として非平衡下で化学反応や欠陥生成を誘起することができます。当プロジェクトでは、このように特異な量子ビーム照射効果を活用して新規のナノ触媒材料を創製するとともに、その応用性を探索しています。具体的には、以下の課題、すなわち金属・酸化物や炭素のナノクラスターにおける化学的・電子的構造、高分子ナノ構造(細線、細孔)のサイズ、機能を制御することで、燃料電池革新的二次電池の性能を飛躍的に向上させる電極触媒を開発しています。

 

1.高速重イオンビームによる高分子ナノ構造の応用

     -超高アスペクト比の細孔と細線をつくる・つかう-

2.担体への欠陥導入による活性・耐久性制御

     -イオンビームで機能相界面をつくる・はかる-

3.放射線化学反応による局所的活性点の導入

     -新奇なカーボンアロイ触媒をつくる-

4.高分子系材料・機器の耐放射線性データベースの構築