担持金属酸化物を触媒とする可視光酸化を経由した硫黄単体が遊離する新規脱硫法の開発 理学府 化学専攻 近年、脱硫コスト低減を目的とした常温・大気圧下で実施可能な脱硫手法の開発が求められている。しかし、これまでの提案手法では高濃度の硫黄化合物を含む燃料では十分に脱硫できないことや、大量の廃液が生じることなどの課題がある。本研究では、担持金属酸化物を触媒とする硫黄酸化物の可視光酸化反応と次ぐ紫外光による分解により、単体硫黄のみを沈殿として除去する新規脱硫法開発を目指す。
マイクロ波支援によるプラスチックおよび有機廃棄物の触媒分解に関する研究 総合理工学府 総合理工学専攻 プラスチック汚染は、陸上や海洋に大量の廃棄物が蓄積され、生態系に深刻な影響を及ぼすなど、世界的な環境課題となっています。従来の処理方法ではプラスチックを完全に分解することが困難であり、より効率的かつ持続可能な解決策が求められています。マイクロ波支援触媒分解法は、迅速かつ均一な加熱を可能にし、エネルギー消費を抑えながら分解効率を高める手法として注目されています。また、この手法により触媒の選択性が向上 [...]
Pt/C触媒層におけるアイオノマーの吸着構造と酸素・プロトン輸送メカニズムの理論計算解析 工学府 化学工学専攻 本研究では、第一原理計算と分子動力学シミュレーションを組み合わせ、Ptクラスター-ナフィオン界面およびカーボン担体の細孔の原子モデルを構築します。 アイオノマー膜がORR中間体の吸着エネルギーや反応障壁をどのように変化させるかを体系的に明らかにし、細孔形状がO₂およびプロトン輸送経路をどのように調整するかを定量的にマッピングします。 最終的な目的は、触媒層の最適設計に向けた理論的な指針を提供するこ [...]
ホウ素－ヘテロ元素の電子的相互作用に立脚した新規強発光性有機ラジカルの創製と機能開拓 工学府 応用化学専攻 従来のアミノキシルラジカルは最低励起状態がSOMOからπ*へのn-π*型の励起のため、遷移確率が小さく光吸収が弱いため発光特性を有さず、機能材料への展開は皆無である。そこで本研究では、ホウ素部位を融合した新規発光性アミノキシルラジカルの合成法の確立、物性解明、ならびにそれを用いたラジカル有機発光ダイオードの実証を目指す。
金属有機構造体を用いた二酸化炭素還元反応の効率とメカニズム 理学府 化学専攻 化石燃料がエネルギー危機と環境悪化を引き起こす中、太陽光エネルギーは再生可能な代替手段として注目されています。しかし、それを有用な化学エネルギーに変換することは依然として困難です。本研究は、自然の光合成に触発され、金属有機構造体（MOF）を二酸化炭素還元の有望な光触媒として検討しています。合成および特性評価技術を通じて、MOFの触媒性能と電子移動メカニズムが探求されます。新規MOF触媒は、水素燃料 [...]
カーボン材料に担持したコバルト(NHC)-ピレン触媒を用いた水の電気化学的水素発生 理学府 化学専攻 近年、水素はその高い発熱量および環境への優しさから大きな注目を集めています。現在、電気化学的水分解が水素生成において最も効率的な手法とされています。我々の先行研究では、触媒Co-NHC1を合成し、均一溶液中での水素発生反応において卓越した電極触媒活性を示すことを明らかにしました。そこで、実用的な条件下での適用可能性を検討すべく、Co-NHC1を触媒コアとする不均一系を構築します。
低濃度・高拡散系プロトン伝導体開発に向けたパーコレーション形成機構の解明 工学府 材料工学専攻 固体酸化物形燃料電池（PCFC）の低温動作を実現するためには、プロトン導電体の導電率向上が不可欠である。その鍵となる現象がパーコレーションであり、ドーパントが連続的に配列することでプロトンが高速拡散する。しかし、パーコレーション形成のメカニズムや条件は未解明であり、低濃度ドーピングの設計指針が確立されていない。本研究では、計算材料科学的手法によりパーコレーション形成機構を原子スケールで解明し、低濃 [...]
IGBT高熱負荷工程におけるSiウェハに関する研究及びプロセス最適化の設計 総合理工学府 総合理工学専攻 パワーデバイス作製工程においては、酸化や拡散などの高温熱処理プロセスがあり、Siウェハ内部に転位増殖や、ライフタイム低減などにより品質劣化が生じている。近年、ウェハの大口径化に伴い、その劣化は顕著になることが分かっている。 本研究では、熱処理中のウェハ品質劣化を抑制するため、プロセスの最適化設計を行う。熱処理プロセスの数値解析及び高温熱負荷実験前後のウェハ品質の評価を行い、材料工学（応力、転位）及 [...]
