水素社会に向けた触媒製造プロセスイノベーション

初年度は次の2テーマを中心に研究を進めた。研究1：VドープNi(OH)2/FeOOH酸素生成触媒の電気化学堆積最近NiFe酸化物/水酸化物へのVイオンドープにより、酸素生成触媒活性のさらなる向上が報告されているが、Vイオンがホスト格子中でどのように配置するか、またVイオンがNi, Feイオンとどのように相互作用するか等、機能発現メカニズムについては不明な点が多い。本研究では、Ni(OH)2へのVイオンドーピングを試み、Ni(OH)2/FeOOH触媒における触媒活性の更なる向上、及び触媒活性化におけるVイオンの役割について検討した。得られた試料について評価を行った結果、VCl3濃度が0-10 mMの場合では、アノード電流値、過電圧に大きな変化は見られなかった。また、VCl3濃度を20 mM以上に増加した場合は、酸素生成触媒活性の急激な低下が確認され、Vイオンドープによる触媒活性向上は示唆されなかった。研究2：FeOOH膜の電気化学堆積と酸素生成触媒への応用Ni(OH)2/FeOOH触媒において、特にFeOOHにおいてはγ、α、β相等複数の構造が知られており、堆積条件に応じてどの相が析出するか、その膜厚が触媒活性に与える影響について明らかにすることで、ヘテロ積層体の活性向上のみならず、現在まで明らかにされていないFeOOH単体の触媒活性についての知見を得ることができる。本研究では、EDにおける印加電位、成膜時間がいかにFeOOH結晶相、膜構造、電極触媒活性能に影響を及ぼすか検討した。得られた全ての試料より、成膜時間に関わらずFeOOHの生成が示唆された。酸素生成触媒活性評価を行ったところ、成膜時間の増加に伴い電流密度 (at 1.8 V)が増大し、電流密度の立ち上がり位置が低電位側に大きくシフトする結果を得た。

初年度は次の2テーマを中心に研究を進めた。研究1：VドープNi(OH)2/FeOOH酸素生成触媒の電気化学堆積最近NiFe酸化物/水酸化物へのVイオンドープにより、酸素生成触媒活性のさらなる向上が報告されているが、Vイオンがホスト格子中でどのように配置するか、またVイオンがNi, Feイオンとどのように相互作用するか等、機能発現メカニズムについては不明な点が多い。本研究では、Ni(OH)2へのVイオンドーピングを試み、Ni(OH)2/FeOOH触媒における触媒活性の更なる向上、及び触媒活性化におけるVイオンの役割について検討した。得られた試料について評価を行った結果、VCl3濃度が0-10 mMの場合では、アノード電流値、過電圧に大きな変化は見られなかった。また、VCl3濃度を20 mM以上に増加した場合は、酸素生成触媒活性の急激な低下が確認され、Vイオンドープによる触媒活性向上は示唆されなかった。研究2：FeOOH膜の電気化学堆積と酸素生成触媒への応用Ni(OH)2/FeOOH触媒において、特にFeOOHにおいてはγ、α、β相等複数の構造が知られており、堆積条件に応じてどの相が析出するか、その膜厚が触媒活性に与える影響について明らかにすることで、ヘテロ積層体の活性向上のみならず、現在まで明らかにされていないFeOOH単体の触媒活性についての知見を得ることができる。本研究では、EDにおける印加電位、成膜時間がいかにFeOOH結晶相、膜構造、電極触媒活性能に影響を及ぼすか検討した。得られた全ての試料より、成膜時間に関わらずFeOOHの生成が示唆された。酸素生成触媒活性評価を行ったところ、成膜時間の増加に伴い電流密度 (at 1.8 V)が増大し、電流密度の立ち上がり位置が低電位側に大きくシフトする結果を得た。