高分子膜電極による二酸化炭素の電気化学的固定

使用聚合物膜电极电化学固定二氧化碳

• 批准号: 08232217
• 负责人: 堀 善夫
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08232217/
• 关键词: 二酸化炭素; 電気化学還元; イオン交換膜; 高分子膜電極; 輸送過程; 一酸化炭素; SPE; 銀電極

地球環境を保全するために、エネルギーを大規模にしかも高効率で貯蔵する技術の出現が待たれている。二酸化炭素を銅電極で電気化学的に還元すると、常温常圧でエチレンやアルコール類が効率よく生成するが、この反応を応用して新しいエネルギー貯蔵とリサイクルのシステムを構築することが出来る。そのために解決すべき主要な課題の一つは、電極へのCO_2の輸送速度を高めることである。本研究の目的は、二酸化炭素の電解還元プロセスに、SPE法を適用することにより、上の課題の解決をはかることにある。これにより、工業電解に匹敵する反応速度でエチレン、アルコール類を得ることができると期待される。高分子膜電極でCO_2の電解還元を行った研究例は数報見られるが、いずれも陽イオン交換膜を基体としており、短時間で電極活性は低下することが知られている。本研究では、昨年に引き続きカチオン交換膜/Ag電極およびアニオン交換膜/Ag電極を無電解メッキ法で作成し、CO_2の電解還元を行った。カチオン交換膜/Ag電極では、電極の活性は短時間で低下するが、アニオン交換膜/Ag電極では著しい向上が見られた。無電解メッキの条件を種々検討することにより、CO_2還元を50mAcm^<-2>でもほぼ100%の電流効率で進行させることができる。電極の活性はきわめて安定で、5時間の間全く活性の低下は見られなかった.本年の研究において、CO_2の電気化学還元プロセスに、アニオン交換膜/Ag電極を用い、その際のメッキ条件を改善することにより、電極へのCO_2輸送速度が顕著に改善され、長時間にわたってCO_2の電気化学還元の活性が保持されることが明らかになった.

The emergence of high-efficiency technologies for global environmental protection The electrochemical properties of the diacidified carbon copper electrode were investigated at room temperature and normal pressure. One of the main problems to be solved is to increase the CO_2 transport speed of the electrode. The purpose of this study is to solve the above problems by applying SPE method to the electrolytic reduction of carbon dioxide. The reaction speed of industrial electrolysis is expected to increase. A few examples of CO_2 reduction in polymer membrane electrode were reported. In this study, the electrolytic reduction of CO_2 was carried out by using the electroless method for the preparation of exchange film/Ag electrode. Exchange film/Ag electrode activity is low for a short time, and exchange film/Ag electrode activity is high for a short time. The <-2>current efficiency of 100% can be achieved without electrolysis. The activity of the electrode is stable, and the activity of the electrode is low for 5 hours. In this year's research, CO_2 electrochemical reduction mechanism, the use of ion exchange film/Ag electrode, the improvement of the temperature conditions, the improvement of CO_2 transport rate of electrode, the maintenance of CO_2 electrochemical reduction activity for a long time.

项目成果

堀 善夫: "太陽エネルギーの利用と二酸化炭素の電気化学還元" 電気化学. 64・10. 1048-1052 (1996)

堀义夫：“太阳能的利用和二氧化碳的电化学还原”电化学64・1052（1996）。

Hoshi,N.: "CO_2 Reduction on Pt(S)-[n(111)×(111)] Single Crystal Electrodes affeted by the adsorption of sulfuric acid anion." J.Electroanal.Chem.416. 61-65 (1996)

Hoshi, N.：“硫酸阴离子吸附影响 Pt(S)-[n(111)×(111)] 单晶电极上的 CO_2 还原。J.Electroanal.Chem.416 (1996)。 ）

Hoshi,N.: "Step Density Dependence of CO_2 Reduction Rate on Pt(S)-[n(111)×(111)] Single Crystal Electrodes." Electrochim.Acta. 41・10. 1647-1653 (1996)

Hoshi, N.：“CO_2 还原率对 Pt(S)-[n(111)×(111)] 单晶电极的阶梯密度依赖性”，Electrochim. Acta 41・10 (1996)。

Hoshi,N.: "Structural Effect on the Rate of CO_2 Reduction on Single Crystal Electrodes of Palladium." J.Electroanal.Chem.(印刷中).

Hoshi, N.：“钯单晶电极上 CO_2 还原率的结构效应”。J.Electroanal.Chem。