Development of efficient solar carbon dioxide fixation system based on low-overpotential catalysts

基于低过电势催化剂的高效太阳能二氧化碳固定系统的开发

• 批准号: 21H02042
• 负责人: 八木 政行
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Niigata 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-21H02042/
• 关键词: 二酸化炭素固定; 人工光合成; 酸素発生光アノード; 二酸化炭素還元光カソード; 触媒; 酸素発生アノード; 二酸化炭素還元; 電気触媒; 錯体触媒

単核鉄錯体Febpcは、二酸化炭素還元に効果的な軸配位サイトを提供するため、高活性な二酸化炭素還元触媒として働く。しかし、平面配位子にクロロ基を導入していない類似錯体Febpbは、同条件で二酸化炭素還元触媒活性を示さない。これは、平面配位子の電子状態により、軸配位サイトの二酸化炭素還元触媒活性を制御できることを示す結果である。本研究では、平面型鉄錯体に、様々な置換基を導入したFebpc誘導体を合成して、鉄錯体の二酸化炭素還元触媒活性を化学チューニングすることにより、高活性な触媒を合成する。申請者は、FebpcがDMF有機溶媒中で1.9 mM（0.01 atm CO2 分圧）の低CO2濃度でも高効率にCO2を還元し、COを生成することを見出した。これは、Febpcが、効果的にCO2をFebpcの軸位に取り込む能力を有することを示す、興味深い結果である。さらに、Febpcの類縁体である、フッ素導入型のFefbpcの合成に成功した。これを触媒として、水とフェノールをH+源としたCO2飽和DMF溶液の電解実験を行ったところ、COとH2に加えて微量のCH4の発生することを見出した。現在、これらの研究成果に基づいて、CH4を高選択的に生成するCO2還元錯体触媒の合成、並びに水中における低濃度CO2還元によるCH4製造を促進する錯体修飾電極の作製を進めている。

単 nuclear iron objects misprinted Febpc は, acidification carbon also yuan に unseen fruit な axis ligand サ イ ト を provide す る た め, highly active な acidification carbon catalyst also yuan と し て 働 く. し か し, plane ligand に ク ロ ロ base を import し て い な い similar misprinted Febpb は, with conditions で acidification carbon also yuan を catalytic activity in さ な い. こ れ は, plane ligand の electronic state に よ り, axial ligand サ イ ト の two acidification catalytic activity of carbon and yuan を suppression で き る こ と を で す results indicated あ る. This study で は objects, planar iron misprinted に, others 々 な replacement base を import し た Febpc inductor を synthetic し て objects, iron misprinted の two acidification carbon also yuan を chemical catalytic activity チ ュ ー ニ ン グ す る こ と に よ り, highly active な catalyst を synthetic す る. Applicants は, Febpc が organic solvent of DMF で 1.9 mM (0.01 ATM CO2 圧) の low CO2 concentration で も を yuan し, high rate of unseen に CO2 CO を generated す る こ と を shows し た. こ れ は, Febpc が, unseen fruit に CO2 を Febpc の shaft a に take り 込 む を power す る こ と を interests deep い results で す, あ る. The synthesis of さらに, Febpc oligomeric である, and フッ morphin-importing type <s:1> Fefbpc に was successful, and た た. こ れ を catalyst と し て, water と フ ェ ノ ー ル を H + source と し た CO2 saturated の DMF solution electrolysis be 験 を line っ た と こ ろ, CO と H2 に え て trace の CH4 の 発 raw す る こ と を shows し た. Now, こ れ ら の research に base づ い て, CH4 を high sentaku に generated す る CO2 also yuan misprinted の synthesis, and the catalyst び に water に お け る low concentration of CO2 is yuan に よ る CH4 manufacturing を promote す る misprinted を into the modified electrodes の cropping め て い る.

项目成果

Temperature-Controlled Transformation of WO₃ Nanowires into Active Facets-Exposed Hexagonal Prisms toward Efficient Visible-Light-Driven Water Oxidation

WO₃ 纳米线温控转变为活性面暴露的六角棱柱，实现高效可见光驱动的水氧化

• DOI: 10.1021/acsami.2c22483
• 发表时间: 2023
• 期刊: ACS Applied Materials &amp; Interfaces
• 作者: Chandra Debraj;Katsuki Tomohiro;Tanahashi Yuki;Togashi Takanari;Tsubonouchi Yuta;Hoshino Norihisa;Zahran Zaki N.;Yagi Masayuki
• 通讯作者: Yagi Masayuki

平面型N4配位子を有する卑金属単核錯体による高効率電気触媒化学的CO2;還元反応

使用带有平面 N4 配体的贱金属单核配合物进行高效电催化化学 CO2 还原反应

• 发表时间: 2023
• 作者: 成田 知帆;坪ノ内 優太;星野 哲久;Debraj Chandra;Zaki Zahran;八木 政行
• 通讯作者: 八木 政行