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Development of hydrogen evolution catalysts for oxygen-deficient transition metal oxides

缺氧过渡金属氧化物析氢催化剂的开发

基本信息

批准号：
20H02825
负责人：
山田幾也
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Osaka Metropolitan University (2022-2023)Osaka Prefecture University (2020-2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

研究実績の概要再生可能エネルギーを用いた水電解水素製造において用いられる遷移金属酸化物を対象とした触媒材料探索を実施し、酸素・水素発生触媒における材料設計指針の確立を目的とした研究を行っている。本年度に得られた主な成果は以下の通りである。1. マグネトプランバイト酸化物の酸素発生触媒活性における異元素間シナジーと複合要因　マグネトプランバイトBaFe12-xCoxO19を超高圧合成法によって合成し、Co添加量(x)に対する酸素発生反応(OER)活性の依存性を調べた。OER活性がxに対して非単調に変化したことに基づき、複数の要素が競合するシナジーが働くことを明らかにした。2. ペロブスカイト酸化物の酸素発生触媒活性における異元素間シナジー　異常高原子価イオンFe4+・Co4+からなるペロブスカイト型酸化物CaFe1-xCoxO3を超高圧合成法によって合成し、OER活性の組成依存性を調べた。CaFeO3 (CaCoO3)に対して、微量のCo(Fe)添加で一様にOER活性が向上するオフセット型のシナジーが観察された。3. ペロブスカイト酸化物OER触媒における5元素混合効果　5種(Cr, Mn, Fe, Co, Ni)の遷移金属イオンが任意の割合で含まれるペロブスカイト酸化物LaMO3 (M = Cr, Mn, Fe, Co, Ni)において、OER触媒活性が最大となる組成をベイズ最適化によって求めた。単独のペロブスカイト酸化物で比較的高活性を示す元素(Fe, Co, Ni)を高濃度で含む場合に高いOER活性を示すことを明らかにし、先行研究で報告された性能を上回った。

A summary of research and development may lead to the use of water hydrolysates in water to make metal acids. metal acids are used to transfer metal acids. in order to explore the catalyst materials, the design of materials is designed to ensure that the purpose of the study is to improve the performance of the research. The following "general information" has been awarded this year. 1. This is due to the high concentration of BaFe12-xCoxO19 synthesis, the addition of Co (x), the amount of Co (x) and the activity-dependent (OER) activity. The activity of OER is different from that of other factors, such as the base data, the complex elements, and the data. two。 The catalytic activity of the acid compound, the acid compound, the acid compound, CaFeO3 (CaCoO3) and trace Co (Fe) were added with the activity of OER up and down. 3. The acid compound OER catalyst mixed with 5 elements (Cr, Mn, Fe, Co, Ni) was used to synthesize the acid compound LaMO3 (M = Cr, Mn, Fe, Co, Ni). The maximum catalytic activity of the acid compound, OER catalyst, was used to determine the optimal temperature. The high activity element (Fe, Co, Ni) of the acid compound ratio shows the high activity of the acid compound. The high activity of the acid compound shows the high activity of the OER.