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電極近傍のその場分光計測に基づくCO2還元に適した溶融塩浴の設計

基于电极附近原位光谱测量设计适合 CO2 还原的熔盐浴

基本信息

批准号：
22K14700
负责人：
鈴木祐太
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Doshisha University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は、二酸化炭素の資源化プロセスの一つとして、高温溶融塩中での電気化学反応を利用して二酸化炭素から機能性炭素材料および酸素を合成するプロセスの構築に必要な基礎的な物理化学的知見を得ることを目的としている。本提案プロセスを実現するために必要な電解システムの設計を行う上で、溶融塩中での二酸化炭素の溶解・還元挙動を明らかにする必要があるが、これまでの研究では電気化学的な計測に基づく情報のみが得られており、これら挙動を直接的に観察できていない。そこで、本研究では分光学的手法および計算化学的手法を組み合わせた測定法により高温溶融塩中での二酸化炭素の溶解・還元挙動をその場計測する。令和4年度では、高温溶融塩中での二酸化炭素の溶解挙動を明らかにすることを目的に、二酸化炭素が溶解した溶融塩のその場ラマン分光計測を行い、得られたラマンスペクトルを密度汎関数理論に基づくコンピューターシミュレーションにより解析した。反応媒体となる溶融塩は、基礎的な熱力学データの豊富さおよび資源量の豊富さの観点からLiCl、NaCl、CaCl2を含む混合塩を用いた。溶融塩化物中に二酸化炭素の溶解を促すことを目的として金属酸化物を添加した混合塩中でのラマン分光分析結果より、二酸化炭素導入後では新たなラマンバンドが検出され、密度汎関数計算によってカチオン種が配位した炭酸塩の状態で溶解していることが明かとなった。さらに、種々の溶融塩組成に対して同様の測定を行った結果から特にカルシウムイオンと二酸化炭素との相互作用が強い傾向が得られた。以上の通り、本年度の研究から得られた、溶融塩の構成元素と二酸化炭素との相互作用に関する知見を電解プロセスに適した溶融塩浴の設計に応用し、今後は二酸化炭素還元過程を検討する予定である。

は this study, two acidification carbon resource プのロセスの a つとして, high temperature melt salt in での electric chemical anti 応気を using して two acidification carbon から functional carbon material およ element をび acid synthesis するプロセスの build にな necessary basic な physical chemistry knowledge を better ることを purpose としている. This proposal プロセスを be presently するために necessary な electrolytic システムので on line design をう, melt salt in での two acidification, dissolved carbon の is yuan 挙を Ming らかにする necessary があるが, これまでの research では electric 気 chemical な measuring に base づく intelligence のみが have られており, これら挙 dynamic を direct に観 examine できていない. そこで, this study では spectroscopy technique および computational chemistry methods を group み close わせた measurement により high temperature melt salt in での two acidification, dissolved carbon の is yuan 挙をその field measuring する. Make and 4 year では, high temperature melt salt in での two acidification dissolved carbon の挙 dynamic を Ming らかにすることにを purpose, two acidification dissolved carbon がした melt salt のその field ラマン spectrometer measuring line をい, られたラマンスペクトルを density masato several theoretical base にづくコンピューターシミュレーションにより parsing した. Anti 応 media となる melt salt は, basic thermodynamic デなータの aboundant さおよびの aboundant resources さの観 point から LiCl, NaCl and CaCl2 を containing む mixed salt を with いた. Melt salt compound carbon dissolve のを acidification に 2 in promoting すことを purpose として metal acidification content を add したで in the mixed salt のラマン spectroscopic analysis results より, acidification carbon after import では new たなラマンバンドが検 out され, density masato counting によってカチオン kind が ligand した carbon acid salt の state で dissolved していることが Ming かとな Youdaoplaceholder0. さらに, kind of 々の melt salt composition にし seaborne て with others in line の determination をった results から, にカルシウムイオンと two acidification carbon との strong interaction がい tendency がられた. Above のり, this year's のから have られた, melt salt と two acidification の constitute elements carbon との interaction に masato する knowledge を electrolytic プロセスに optimum した melt salt bath の design に応し, future は two acidification process of carbon also yuan を beg す検る designated である.