前駆体集積法によるペロブスカイトナノ構造体の合成と革新的電解プロセスへの応用

使用前驱体集成方法合成钙钛矿纳米结构及其在创新电解工艺中的应用

• 批准号: 21H01710
• 负责人: 荻原 仁志
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01710/
• 关键词: ペロブスカイト; ナノ材料; 前駆体集積法; 電極触媒; 複合酸化物; 水の酸化

2021年度の研究で，前駆体集積法による多様な複合酸化物ナノ粒子の合成方法を確立した。従来までの特別な反応条件を必要とする複合酸化物合成方法と比較して，前駆体集積法では金属塩の溶液をナノカーボンに浸漬，乾燥，焼成するだけで容易に複合酸化物を合成できることを明らかにした。2022年度では前駆体集積法で調製した複合酸化物の電極触媒としての活性を評価した。前駆体集積法は非常にシンプルな合成方法にもかかわらず，合成した複合酸化物は水からの酸素発生反応（OER）に有効な電極触媒として機能することが明らかとなった。とくにNiとFeからなる電極触媒が高いOER活性を示し，酸化物とナノカーボンの複合材料とすることで従来の貴金属触媒に匹敵する優れた電極触媒になることを見出した。触媒のキャラクタリゼーションから，NiとFeが近接して存在することが示唆され，この異種金属の近接構造が電極触媒として高活性を示した要因であると考察した。また，前駆体集積法でナノカーボン上に金属硝酸塩を固定化すると，加熱処理を行わなくても，反応溶液（塩基性の水溶液）に浸漬するだけでNiFe複合水酸化物を形成し，これが高いOER活性を示すことが明らかとなった。触媒の構造や電気化学的性質は，さまざまな分光学的手法や電気化学測定により特徴づけた。以上，前駆体集積法で合成した複合酸化物触媒が高い水の活性化能力をもつことを明らかにし，今後は水の活性化過程を利用した新たな反応系の創出を目指す。

In 2021, a <s:1> study was conducted on で, and the method for the synthesis of による multiple な composite acidifier ナノ particles by the pre-駆 body aggregation method を was established to confirm the た. 従 to ま で の special な anti を 応 conditions necessary と す る と synthesized compound acidification method compare し て, former 駆 body set product method で は metal salt solution の を ナ ノ カ ー ボ ン に dipping, drying, 焼 into す る だ け で easy に composite acidification を synthesis で き る こ と を Ming ら か に し た. Before 2022 で は 駆 body set product method で modulation し た composite acidification content の electrode catalyst と し て の active を review 価 し た. 駆 body set before deposition method は very に シ ン プ ル な synthesis に も か か わ ら ず, synthetic し た composite water acidification content は か ら の acid element 発 raw anti 応 (OER) に unseen な electrode catalyst と し て function す る こ と が Ming ら か と な っ た. と く に Ni と Fe か ら な る high electrode catalyst が い OER active を し, acidification content と ナ ノ カ ー ボ ン の composites と す る こ と で 従 equaled to の precious metal catalyst に す る optimal れ た electrode catalyst に な る こ と を shows し た. Catalytic の キ ャ ラ ク タ リ ゼ ー シ ョ ン か ら, Ni と Fe が nearly meet し て exist す る こ と が in stopping さ れ, こ の dissimilar metals の nearly meet structure が electrode catalyst と し て highly active を shown し た by で あ る と investigation し た. ま た, former 駆 body set product method で ナ ノ カ ー ボ ン に metal salt nitrate on を immobilized す る と, heating line 処 reason を わ な く て も, anti 応 solution (salt の aqueous solution) に dipping す る だ け で NiFe composite water acidification を し formation, こ れ が high い を OER activity in す こ と が Ming ら か と な っ た. The structure of the catalyst や the properties of electrical chemistry や, さまざまな the optical method や the determination of electrical chemistry によ the characteristics づけた. Set product method above, a former 駆 body で synthetic し た composite water acidification content high catalytic が い の activeness ability を も つ こ と を Ming ら か に し, future は water の を activation process using し た new た な anti 応 is の hit を refers す.

项目成果

膜-電極接合体を用いた2級アルコールの電解脱水素反応によるケトン類の合成

膜电极组件仲醇电解脱氢合成酮

• 发表时间: 2022
• 作者: Chudatemiya Vorakit;Tsukada Mio;Nagakari Hiroki;Kikkawa Soichi;Hirayama Jun;Nakatani Naoki;Yamamoto Takafumi;Yamazoe Seiji;太田亘，和田裕誠，影島洋介，手嶋勝弥，錦織広昌;大内慎也，山田尚輝，山本徹也;袴田 拓海，平原 実留，荻原 仁志，黒川 秀樹
• 通讯作者: 袴田 拓海，平原 実留，荻原 仁志，黒川 秀樹

Simple Solution Route to Synthesize NiFe Oxide/Nanocarbon Composite Catalysts for the Oxygen Evolution Reaction

合成用于析氧反应的 NiFe 氧化物/纳米碳复合催化剂的简单溶液路线

• DOI: 10.1039/d2nj00947a
• 发表时间: 2022
• 期刊: New Journal of Chemistry
• 影响因子: 3.3
• 作者: Mizuri Yaguchi;Miru Yoshida-Hirahara;Hitoshi Ogihara;Hideki Kurokawa
• 通讯作者: Hideki Kurokawa

ペロブスカイトナノ粒子触媒によるグリセロール電解酸化

使用钙钛矿纳米颗粒催化剂进行甘油电氧化

• 发表时间: 2022
• 作者: Kageshima Yosuke;Kato So;Shiga Sota;Takagi Fumiaki;Minamisawa Hikari;Horita Masaomi;Yamakami Tomohiko;Teshima Katsuya;Domen Kazunari;Nishikiori Hiromasa;福岡淳;堤和也，山本徹也;奥田葵衣，内田博久;福田亮子，矢口美寿里，平原実留，荻原仁志，黒川秀樹
• 通讯作者: 福田亮子，矢口美寿里，平原実留，荻原仁志，黒川秀樹

Electroconversion of lower alcohols into value-added chemicals

将低级醇电转化为高附加值化学品

• 发表时间: 2022
• 作者: Takumi HAKAMATA;Daisuke KAWAGUCHI;Shady ABDELNASSER;Miru YOSHIDA-HIRAHARA;Hitoshi OGIHARA;Hideki KUROKAWA
• 通讯作者: Hideki KUROKAWA

ナノカーボン上に形成したNi-Fe系酸化物の酸素発生反応活性

纳米碳上形成的Ni-Fe基氧化物的析氧反应活性

• 发表时间: 2021
• 作者: R. Kobayashi;Y. Yamada;S. Sato;矢口美寿里，平原実留，荻原仁志，黒川秀樹
• 通讯作者: 矢口美寿里，平原実留，荻原仁志，黒川秀樹