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Mechanistic study on metal chalcogenides catalyzed water splitting for efficient hydrogen production

金属硫属化物催化水高效制氢机理研究

基本信息

批准号：
19F18346
负责人：
野田優
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度までに非貴金属系の水電解触媒の多くで表面再構成が重要なことを示してきた。2020年度はこの観点から高機能触媒の開発に取り組んだ。CoSe2をCoSeO3へと前酸化してから表面をCoOOHへ電気化学酸化すると活性なCo2+サイトが増大し高い酸素生成活性を発現すること、Niを不純物として含むCuフォームを1 mM Fe2+を含む1 M KOH水溶液中で電気化学酸化するとNixFe1-xOOHナノニードルがフォーム上に高密度に形成して高い酸素発生活性を発現すること、ニッケル硫化物をアルカリ水溶液中で電気化学酸化すると表面がアモルファスNiSx(OH)yへ再構成され高い水素生成活性を発現すること、ステンレス箔表面からCrを溶解除去したうえで電気化学還元するとNiとMnの水酸化物に表面が再構成し高い水素生成活性を発現することを見出した。また、多分野から水電解研究に参入している中、電気化学評価が不適切に行われている状況を指摘、適切な評価方法を提示した。まず、電気化学インピーダンス分光法はまちまちな条件で行われ触媒活性比較に混乱を生じている状況を指摘、モデル触媒で各条件を検討、全触媒が作用する電位で電荷移動抵抗を求めると触媒活性と良い相関が得られることを示した。また、性能評価に重要なTafelプロットは定常状態のデータに適用すべきところ、多くの研究で簡便な非定常測定である線形掃引ボルタンメトリー(LSV)やサイクリックボルタンメトリー(CV)のデータに適用されてしまっている。実際にLSVとCVでは定常状態データからずれて結果が変わることを示し、定常状態でのデータ取得の重要性を示した。さらに日々膨大に発表される関連論文を精読し、メカニズムと課題を整理したレビュー論文を複数発表した。これらは再エネ電力を用いたCO2フリー水素製造に通じる成果であり、SDG目標7,13に貢献する。

In the past year, many surface restructures of non-noble metal based water electrolysis catalysts have become important. In 2020, the development of high-performance catalysts will be completed. CoSe2, CoSeO3, CoOOH, CoOOH, Co Electrochemical acidification of NiSx(OH)y in aqueous solutions of sulfides and Ni and Mn reconstitutes the surface of NiSx(OH)y, resulting in the development of high aqueous-generating activity. The study of water electrolysis in many fields involves the investigation of the chemical and electrochemical evaluation of water electrolysis. In addition, the catalyst activity can be determined by spectrophotometry. The catalyst activity can be determined by spectrophotometry. It is important to evaluate the performance of Tafel and to study the application of Tafel in steady state. It is also important to study the application of Tafel in unsteady state. It is also important to study the application of Tafel in steady state. In practice, the LSV and CV show the importance of steady-state data acquisition. The paper was published in the Journal of Environmental Protection. CO2 production is the result of SDG's 7,13 contribution to power generation.

项目成果

期刊论文数量（26）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Oxygen Electrocatalysis for Sustainable Future

氧电催化促进可持续未来

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Anantharaj Sengeni;Noda Suguru;Sengeni Anantharaj;Sengeni Anantharaj;Sengeni Anantharaj;Sengeni Anantharaj;Sengeni Anantharaj;Sengeni Anantharaj
通讯作者：
Sengeni Anantharaj

Electroanalytical Techniques and Electrocatalytic Water Splitting: Best Practices

电分析技术和电催化水分解：最佳实践

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Anantharaj Sengeni;Noda Suguru;Sengeni Anantharaj;Sengeni Anantharaj;Sengeni Anantharaj;Sengeni Anantharaj;Sengeni Anantharaj;Sengeni Anantharaj;Sengeni Anantharaj;Sengeni Anantharaj
通讯作者：
Sengeni Anantharaj

Surface amorphized nickel hydroxy sulphide for efficient hydrogen evolution reaction in alkaline medium

DOI：
10.1016/j.cej.2020.127275
发表时间：
2021-01-15
期刊：
CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
影响因子：
15.1
作者：
Anantharaj, Sengeni;Sugime, Hisashi;Noda, Suguru
通讯作者：
Noda, Suguru

Boosting the oxygen evolution activity of copper foam containing trace Ni by intentionally supplementing Fe and forming nanowires in anodization

DOI：
10.1016/j.electacta.2020.137170
发表时间：
2020-12-20
期刊：
ELECTROCHIMICA ACTA
影响因子：
6.6
作者：
Anantharaj, Sengeni;Sugime, Hisashi;Noda, Suguru
通讯作者：
Noda, Suguru

Fundamentals of electrochemistry

DOI：
10.1016/b978-0-12-821713-9.00023-8
发表时间：
2021
期刊：
Nanomaterials for Direct Alcohol Fuel Cells
影响因子：
0
作者：
Muhammed Bekmezci;E. E. Altuner-E.;Vildan Erduran;Ramazan Bayat;I. Işık;F. Sen
通讯作者：
Muhammed Bekmezci;E. E. Altuner-E.;Vildan Erduran;Ramazan Bayat;I. Işık;F. Sen