イオン液体ゲートによる触媒能の電界制御

离子液体门对催化活性的电场控制

• 批准号: 19K15447
• 负责人: 川崎 聖治
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K15447/
• 关键词: 触媒; 電場; イオン液体; 表面・界面; 電界効果

高効率な触媒開発への新しいアプローチとして、「電界効果による触媒機能制御」というアイデアの下、触媒表面を帯電させることで触媒表面における分子の吸着状態を制御し、触媒活性を増幅する手法を提案・開発している。イオン液体ゲートの手法を利用することで、数Vの電圧印加のみでも触媒表面垂直方向に1GV/m程度の非常に大きな電場を印加することが可能であり、それによって、触媒と分子の電子的相互作用に摂動を加え、触媒の機能性を制御することができる。実際に、CO酸化反応やエチレンの水素化反応に対するPt触媒の触媒活性が、Pt触媒の帯電状態によって変調できることを初めて実証することができた。また、電場印加下での分子吸着について理論計算を行うことで、Pt触媒の帯電状態と触媒活性の関係性を一部明らかにすることができた。本手法は、様々な触媒反応に適用可能な極めて汎用性の高いコア技術となりえるものであり、基礎科学の観点だけでなく応用面においても興味深い研究の広がりが期待される。

High-rate catalysts are available for new applications, and the electrical industry has shown that the catalysts can be used to control the presence of molecules on the surface of the catalyst, such as the absorption of state control and the activity of the catalyst. The method of liquid chromatography is based on the high degree of 1GV/m on the surface of the catalyst in the vertical direction of several V