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

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。
Study grade summary の regeneration may be エ ネ ル ギ ー を with い た electrolysis of water element manufacturing に お い て in い ら れ る migration metal acidification content を like と seaborne し た catalytic materials to explore を be し, acid water element, element 発 raw catalyst に お け る material design pointer の establish を purpose と し た を line っ て い る. The main な achievements of に in this year are as follows に である. 1. マ グ ネ ト プ ラ ン バ イ ト born acidification content element 発 の acid catalytic activity に お け る between different elements シ ナ ジ ー と composite by マ グ ネ ト プ ラ ン バ イ ト BaFe12 - xCoxO19 を ultra-high 圧 synthesis に よ っ て synthetic し, Co content (x) に す seaborne る acid element 発 raw anti 応 (OER) activity の dependence を adjustment べ た. OER が active x に し seaborne て non 単 adjustable に variations change し た こ と に base づ き, plural の elements が co-opetition す る シ ナ ジ ー が 働 く こ と を Ming ら か に し た. 2. ペ ロ ブ ス カ イ ト born acidification content element 発 の acid catalytic activity に お け る between different elements シ ナ ジ ー abnormal high 価 イ オ ン Fe4 + · Co4 + か ら な る ペ ロ ブ ス カ イ ト type acidification content CaFe1 - xCoxO3 を ultra-high 圧 synthesis に よ っ て synthetic し, OER の active composition dependence を べ た. CaFeO3 (CaCoO3) に し seaborne て, trace の Co (Fe) add a で others に OER active が upward す る オ フ セ ッ ト type の シ ナ ジ ー が 観 examine さ れ た. 3. ペ ロ ブ ス カ イ ト acidification object OER catalyst に お け る 5 mix unseen fruit five elements (Cr, Mn, Fe, Co, Ni) の migration metal イ オ ン が の cut close で containing ま れ る ペ ロ ブ ス カ イ ト acidification content LaMO3 (M = Cr, Mn, Fe, Co, Ni)にお て て, OER catalyst activity が maximum となる composition をベ ズ ズ optimization によって seek めた. 単 alone の ペ ロ ブ ス カ イ ト acidification content で comparison of highly active を す elements (Fe, Co, Ni) in high concentrations を で high む occasions に い を OER activity in す こ と を Ming ら か に で し, leading research report さ れ た performance を last っ た.

项目成果

期刊论文数量(63)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Composition-Designed Multielement Perovskite Oxides for Oxygen Evolution Catalysis
  • DOI:
    10.1021/acs.chemmater.2c02986
  • 发表时间:
    2022-12-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Okazaki,Yuichi;Fujita,Yushi;Yamada,Ikuya
  • 通讯作者:
    Yamada,Ikuya
Inst.Phys. of the Czech Acad. Sci.(チェコ)
捷克科学院物理研究所(捷克共和国)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
層状コバルト酸化物CaCo6O11, BaCo6O11の磁性
层状钴氧化物CaCo6O11、BaCo6O11的磁性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    戸田文人;山田幾也;河口彰吾
  • 通讯作者:
    河口彰吾
Oxygen evolution reaction catalysis of M-type hexaferrites BaFe12-xCoxO19
M型六方铁氧体BaFe12-xCoxO19的析氧反应催化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    F. Toda;I. Yamada;S. Kawaguchi;S. Yagi
  • 通讯作者:
    S. Yagi
四重ペロブスカイト型酸化物CaCu3Fe4O12の酸素発生触媒活性
四重钙钛矿氧化物CaCu3Fe4O12的析氧催化活性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    八木俊介;和田光平;結城潤一;劉偉;池野豪一;山田幾也
  • 通讯作者:
    山田幾也
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    2018
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    八木俊介
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  • 期刊:
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    玉舘知也,東秀憲,汲田幹夫,瀬戸章文,大谷吉生
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  • 通讯作者:
    藤田 晃司

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