文部科学省 科学研究費補助金 学術変革領域研究(B)2021年度~2023年度

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表面水素工学 スピルオーバー水素の活用と量子トンネル効果の検証

組織・メンバー

A01班 材料化学

研究代表者 森 浩亮 (大阪大学大学院工学研究科・准教授)

  • スピルオーバー水素を駆動力とし、『相制御』に基づいた特殊合金ナノ粒子の合成手法を確立する
  • 水素スピルオーバーを支配する最重要因子を実験的に導き出す。
  • 水素スピルオーバーにおける量子トンネル効果の関与を実験的に証明する。

Profile

2003年に大阪大学大学院基礎工学研究科にて博士(工学)取得。カリフォルニア大学バークレー校博士研究員(学振PD)、大阪大学大学院工学研究科の助教、講師を経て2011年より現職。2012年より京都大学 触媒電池元素戦略ユニット拠点准教授兼任、2015年~2018年JSTさきがけ研究員兼任、2021年~大阪大学大学院工学研究科次世代リーダー教員兼任。2007年日本金属学会奨励賞、2008年International Association of Catalysis Society Young Scientist Award、2010年RSC PCCP Prize、2010年石油学会奨励賞、2013年触媒学会奨励賞、2017年日本金属学会功績賞受賞

 

研究分担者   吉田 秀人 (大阪大学産業科学研究所・准教授),  神内 直人(大阪大学産業科学研究所・助教)

  • 環境制御TEMを利用して合金ナノ粒子生成過程を可視化し、生成メカニズムを解明する。

A02班 触媒化学

研究代表者 本倉 健 (横浜国立大学大学院工学研究院・教授)

  • 固体材料・有機分子・金属錯体を触媒活性点として精密に制御・集積させ、水素スピルオーバー現象の特長を最大限引き出した触媒反応システムを設計する。
  • 固体表面上に生成した水素の電子状態と反応性の関係調査。量子トンネル効果の技術的応用を目指す。

Profile

2006年に大阪大学大学院基礎工学研究科にて博士(工学)取得。東京大学大学院理学系研究科の助教、東京工業大学大学院総合理工学研究科の講師、東京工業大学物質理工学院の准教授を経て2021年より現職。2017年~2021年JSTさきがけ研究員兼任。2014年触媒学会奨励賞、2016年日本化学会進歩賞、2016年東京工業大学挑戦的研究賞、2019年文部科学大臣表彰若手科学者賞、2020年グリーン・サステイナブルケミストリー(GSC)賞奨励賞受賞。

 

研究分担者  荻原 仁志 (埼玉大学工学部・准教授)

  • 水素スピルオーバー現象を触媒膜に応用し、生成物分離と化学平衡・反応速度の高度制御を目指す。

A03班 電気化学

研究代表者 青木 芳尚(北海道大学・工学研究院・准教授)

  • 欠陥・固体電気化学に基づき水素スピルオーバーを増強する手法を開拓する。
  • スピルオーバー拡散と、プロトン/電子(H+/e–)、またはヒドリド/電子(H–/e)の両極性拡散との相関解明。
  • 量子プロトン輸送に基づくイオニクスデバイス開発

Profile

2002年に北海道大学大学院工学研究科にて博士(工学)取得。マサチューセッツ大学博士研究員、理化学研究所博士研究員、RWTHアーヘン大学博士研究員(フンボルト奨学)、北海道大学大学院工学研究科の助教を経て2011年より現職。2013年~2016年JSTさきがけ研究員兼任、2021年日本電気化学会学会賞

A04班 表面科学

研究代表者 三輪 寛子(電気通信大学・燃料電池イノベーション研究センター・特任准教授)

  • 水素様素粒子であるミュオンをプローブとする『触媒反応オペランドミュオンスピン回転・緩和・共鳴法(μSR法)』を新規開発する。
  • 水素スピルオーバーのダイナミクスや電子状態変化を原子レベルで理解する。
  • 超低速ミュオンビームを用いて拡散速度を決定し、量子トンネル効果を解明する。

Profile

東京大学大学院理学系研究科化学専攻にて博士(理学)取得。Fritz Haber Institute of the Max Planck Society(ドイツ)博士研究員、北海道大学触媒科学研究所の助教を経て2021年より現職。

 

研究分担者   伊藤 孝(日本原子力研究開発機構・研究副主幹)

  • 触媒反応セルをミュオン実験装置へ組み込む。
  • ミュオン擬水素の極低温での拡散解析により、触媒材料内部での量子トンネル現象のメカニズム解明。

A05班 計算科学

研究代表者 日沼 洋陽(産業技術総合研究所・エネルギー・環境領域・主任研究員)

  • 電荷密度の等密度面の凹凸をもとに、H拡散を自動判定する手法を構築する。
  • 異種界面Hスピルオーバーの制御因子を決定する。
  • 量子トンネル効果が支配的になるクロスオーバー温度(Tc)を求め、その妥当性を評価する。

Profile

2000年に千葉大学工学部先進科学プログラム(飛び入学課程)入学、2003年マサチューセッツ工科大学院材料工学科に進学、2008年Ph.D.取得。民間企業にて経営コンサルタント、カリフォルニア大学サンディエゴ校 博士研究員、京都大学大学院工学研究科 特定研究員、特定助教、千葉大学先進科学センター 特任助教、東京工業大学科学技術創成研究院 研究員を経て2021年より現職。2015年~2020年物質・材料研究機構 情報統合型物質・材料開発イニシアティブ(MI2I)とクロスアポイントメント、2019年日本MRS年次大会奨励賞受賞

領域アドバイザー

関根 泰

早稲田大学理工学術院 先進理工学部 応用化学科・教授

宍戸 哲也

東京都立大学 都市環境科学研究科 環境応用化学域・教授
水素エネルギー社会構築推進研究センター・センター長

姫田 雄一郎

産業技術総合研究所ゼロエミッション国際共同研究センター 首席研究員

学術調査官

伊藤 剛仁

東京大学・新領域創成科学研究科・准教授

鎌田 俊一

北海道大学・大学院理学研究院・准教授