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Operando measurements on heterogeneous catalysts for energy conversion using synchrotron radiation

使用同步辐射对能量转换非均相催化剂进行操作测量

基本信息

批准号：
19KK0126
负责人：
高鍋和広
金额：
$ 11.32万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-10-07 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の目的は、反応中実際に機能している触媒活性点の状態や反応メカニズムの理解を行うため、反応雰囲気中でのin-operando測定を可能にするシンクロトロン放射光を用いた実験をスタンフォードSLACのチームと確立させ、触媒化学の理解とそれに基づいた高活性・高選択性・高寿命を示す新規触媒材料の創製を目指すことである。取り扱う触媒反応は、エネルギー問題解決に直結する高温メタン反応と、二酸化炭素還元電極反応を取り上げて研究を進めている。本年度は、昨年度に引き続き、スタンフォードSLACのチームとの共同研究を通して、高温熱触媒反応と室温電極触媒反応のその場測定装置に関して、実験データを解析し、論文化を推進した。昨年度までに、実験手法の確立はほぼ完了し、さらに解析に重点をあてて、データフィッティングと密度汎関数を取り入れた構造解析との組み合わせを行ってきた。昨年度までに高温ラジカル反応と二酸化炭素電極還元に関わる2報の論文化を完成し投稿完了、本年度はさらに二酸化炭素電極の大電流反応に関する1報の論文を投稿、掲載された。本年度は、残念ながらSLACで起きた事故のため、研究施設全体のシャットダウンが長期にわたり、学生の派遣は行うことがかなわなかったが、オンラインの会議を通じて情報交換と高いレベルでのディスカッションを行った。

The purpose of this study is to understand the state of catalyst active sites and the reaction mechanism in the reaction system, to determine the possibility of in-operator measurement in the reaction system, to establish the mechanism of catalyst active sites, to understand catalyst chemistry and to demonstrate the high activity, high selectivity and high lifetime of catalyst materials. To solve the problem of catalyst reaction and production, the high temperature reaction and diacidification of carbon electrode reaction should be studied. This year, we will conduct joint research on the development of SLAC and promote the development of high-temperature catalyst reaction and room-temperature electrode catalyst reaction field measurement equipment. In the past year, the establishment of the implementation method has been completed, and the focus of the analysis has been on the integration of the structure analysis and the density analysis. Last year's paper on high temperature reaction and diacidification carbon electrode reduction was completed. This year's paper on high current reaction of diacidification carbon electrode was submitted and published. This year, the SLAC has started to have accidents, research facilities, long-term activities, student dispatch, and information exchange.

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

SLAC(米国)

SLAC（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

SLAC National Accelerator Laboratory(米国)

SLAC国家加速器实验室（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Highly selective oxidative coupling of methane over un-molten K2WO4/SiO2 catalyst: the role of peroxide species revealed by in situ characterization

甲烷在未熔化的 K2WO4/SiO2 催化剂上的高选择性氧化偶联：原位表征揭示过氧化物的作用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Duanxing Li;Shintaro Yoshida;Bhavin Siritanaratkul;Angel T. Garcia-Esparza;Dimosthenis Sokaras;Hirohito Ogasawara;Kazuhiro Takanabe
通讯作者：
Kazuhiro Takanabe

High current density microkinetic and electronic structure analysis of CO2 reduction using Co and Fe complexes on gas diffusion electrode

DOI：
10.1016/j.checat.2022.03.010
发表时间：
2022-04
期刊：
Chem Catalysis
影响因子：
0
作者：
Xiaofei Lu;B. Dereli;Tatsuya Shinagawa;M. Eddaoudi;L. Cavallo;K. Takanabe
通讯作者：
Xiaofei Lu;B. Dereli;Tatsuya Shinagawa;M. Eddaoudi;L. Cavallo;K. Takanabe

Transient Potassium Peroxide Species in Highly Selective Oxidative Coupling of Methane over an Unmolten K2WO4/SiO2 Catalyst Revealed by In Situ Characterization

原位表征揭示未熔融 K2WO4/SiO2 催化剂上甲烷高选择性氧化偶联中的瞬态过氧化钾物质

DOI：
10.1021/acscatal.1c04206
发表时间：
2021
期刊：
ACS Catalysis
影响因子：
12.9
作者：
Li Duanxing;Yoshida Shintaro;Siritanaratkul Bhavin;Garcia-Esparza Angel T.;Sokaras Dimosthenis;Ogasawara Hirohito;Takanabe Kazuhiro
通讯作者：
Takanabe Kazuhiro