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ダイヤモンド電極による二酸化炭素の有用物質への電気化学的変換

使用金刚石电极将二氧化碳电化学转化为有用物质

基本信息

批准号：
21J10011
负责人：
冨崎真衣
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

豊富な炭素資源である二酸化炭素を、有用な化合物へと変換する手法の一つに電解還元法がある。室温常圧の条件下、印加する電位や電流により反応を制御できる。本研究では、作用極に、微量のホウ素を含むメタルフリーの炭素材料であるダイヤモンド電極を用い、電解液の特殊化や電極材料の改質により、反応の効率化や新たな生成物の生成を目指した。本年度の研究で、電解液の特殊化として、微細気泡化した二酸化炭素を含む溶液による電解反応を検討した。微細気泡が触媒のような働きをして、反応の効率化や一酸化炭素生成の促進が生じることを見出した。また、電極材料の改質として、リンドープダイヤモンド膜の作製にも取り組んだ。成膜条件をより正確に制御するため、リン源の導入部分やホルダーの設置部分の改良を行った。微細気泡化した二酸化炭素を含む溶液を用いて、二酸化炭素の電解還元を行った。印加された電位は、微細気泡を含まない溶液を用いた場合よりも貴側であり、反応を進行させるのに必要な過電圧が低下した。また、微細気泡を含まない溶液を用いた場合と比べて、一酸化炭素の生成が促進された。反応中の電極と溶液との界面の様子をATR-IR測定によって分析したところ、微細気泡を含む溶液を用いたときの方が、反応中間体由来のピークがより貴な電位から明瞭に観測された。微細気泡表面が帯電していることで周囲に形成されるイオンの層により、二酸化炭素や反応中間体の動きが電極近傍に制限されて、過電圧の低下や一酸化炭素生成の促進が生じたと考えられる。以上のように、本年度は、ダイヤモンド電極による二酸化炭素の電解還元において、電解液の特殊化に関する研究を行い、微細気泡の技術を電気化学反応へ応用した。

Rich in carbon resources, diacidized carbon, and useful chemical compounds are used to solve the problem by using the method of electrolysis. Under room temperature and ambient temperature, the Inca electric potential current current system is used to control the temperature. In this study, the chemical, functional and trace elements contain carbon materials, electroactive materials, electroactive materials, carbon materials, and so on. This year, the research group, the special solution, the microbubble, the dicarboxylic acid, the carbon, the solution, the solution and the solution. Microbubbles are used as catalysts to increase the production of acidified carbon and promote the production of carbon. The electrical and electrical materials change the temperature, and the temperature of the film is used to determine the temperature of the film. The film forming conditions are correct to control the system, the source of the system, part of the configuration of the system to improve the performance. Micro-bubbling and dicarboxylic acid carbon can be used in solution, and the electrolysis of dicarboxylic acid carbon can be used to reduce the cost. It is necessary to use the combination of the Incas and microbubbles to reduce the temperature of the solution, and it is necessary to do so. The solution containing sodium chloride and microbubbles is used to promote the formation of carbon monosodium and carbon monoxide. The interface between the electrodes and the solution is determined by the ATR-IR method, the microbubble is used to analyze the solution, the microbubble is used to analyze the solution, and the source of the solution is known by the temperature sensor. On the surface of microbubbles, the formation of microbubbles, carbon dicarboxylic acid, carbon dioxide, carbon, carbon, The above applications, this year's, this year's, and this year's, are very important for the use of carbon dicarboxylic acid, the specialization of hydrolytic solutions, and the use of micro-bubble technology, electronic and chemical reaction equipment.