炭酸ガス、一酸化炭素の高効率還元用機能性電極(adーatom賦活金属電極、半導体電極触媒の設計)

高效还原二氧化碳气体和一氧化碳的功能电极（去原子活化金属电极、半导体电极催化剂设计）

• 批准号: 02650582
• 负责人: 渡辺 政廣
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: University of Yamanashi
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02650582/
• 关键词: 炭酸ガス電解還元; 高効率高選択性電極; adーatom電極; 合金メッキ電極; メタノ-ル生成

種々の表面組成に調製した二元系合金電極を用い、CO_2の電解還元を行った結果、高効率高選択性電極触媒開発に関する新たな知見を得た。1.銅,鉛adーatomを種々の被覆率で析出させた白金電極上でのCO_2還元生成物を調べた結果、(1)鉛adーatomで修飾すると、白金,鉛上で従来報告のないメタノ-ルが、高効率が生成することが分かった。(2)銅adーatomで修飾すると、その被覆率に依存してメタン,ギ酸が選択的に生成することが分かった。2.銅,水銀,スズ,鉛adーatomを種々の被覆率で析出させたパラジウム電極上でのCO_2還元生物を調べた結果、(1)パラジウム電極ではギ酸は殆ど生成しないが、銅,スズ,鉛adーatomを析出させるとギ酸生成電流効率が向上し、被覆率0.5で各々最大値40,20,40%となることが分かった。また、水銀adーatomでは電流効率が低く、その被覆率依存性はないことが分かった。(2)水銀adーatom修飾電極では被覆率0.75においてCO生成電流効率が最大となることが分かった。3.CuーNi,CuーSn,CuーPb,CuーAg,CuーZn合金電極上でのCO_2還元生成物を調べた結果、(1)CuーNi合金電極上では、約1:1の表面組成において2種のサイトの協力作用で、単味金属より0.2〜0.3v低過電圧で、ギ酸,COが生成し、またCuおよびNi単味電極では全く生成しないメタノ-ルが、過電圧をほとんど要さずに生成することが分かった。(2)CuーSn,CuーPb合金電極上では2種のサイトの協力作用で、単味金属より、低過電圧でギ酸,COが生成することが分かった。

The surface composition of the binary alloy electrode was modulated, and the results of the electrolysis of CO_2 and the development of high efficiency and high selectivity electrode catalyst were obtained. 1. Copper, lead ad atom species coverage, precipitation, platinum electrode, CO_2 reduction products, tuning results,(1) lead ad atom modification, platinum, lead on the surface of the report, high efficiency, high efficiency. (2)Copper ad atom is modified, and the coverage rate depends on the content of copper atom, and the content of copper atom depends on the content of copper atom. 2. Cu, Hg, Pb ad atom species coverage ratio, precipitation ratio, CO2 reduction factor on the electrode,(1) Acid generation ratio, Cu, Pb ad atom species coverage ratio, coverage ratio, 0.5, maximum 40, 20, 40% respectively. The current efficiency is low, and the coverage dependency is low. (2)Mercury ad atom modified electrode has a coverage ratio of 0.75 and a CO generation current efficiency of 0.75. 3. The results of CO_2 reduction products on Cu-Ni, Cu-Sn, Cu-Pb, Cu-Ag, Cu-Zn alloy electrodes are as follows: (1) The surface composition of Cu-Ni alloy electrode is about 1:1. The cooperation of two kinds of materials, single metal electrode, 0.2 ~ 0.3v low overvoltage, acid,CO generation, Cu and Ni electrode, is completely generated. (2)Cu Sn,Cu-Pb alloy electrode is composed of two kinds of metal, single metal, low overvoltage acid and CO generation.

项目成果

Masashi Azuma: "Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide on Various Metal Electrodes in LowーTemperature Aqueous KHCO_3 Media" Journal of the Electrochemical Society. 137. 1772-1778 (1990)

Masashi Azuma：“低温 KHCO_3 介质中各种金属电极上的二氧化碳电化学还原”《电化学学会杂志》137。1772-1778 (1990)。

Masami Shibata: "Design of Alloy Electrocatalysts for CO_2 Reduction.Part 2.Improved EnergyーEfficiency,Selectivity and Reaction Rate for the CO_2 Electroreduction on Cu Alloy Electrodes" Journal of Electroanalytical Chemistry.

Masami Shibata：“用于CO_2还原的合金电催化剂的设计。第2部分。铜合金电极上CO_2电还原的能量效率、选择性和反应速率的改进”电分析化学杂志。

Masahiro Watanabe: "Design of Alloy Electrocatalysts for CO_2 Reduction.Part 1.The Selective and Rerersible Reduction of CO_2 at CuーNi Alloy Electrodes" Denki Kagaku.

Masahiro Watanabe：“CO_2 还原合金电催化剂的设计。第 1 部分。铜镍合金电极上 CO_2 的选择性和可逆还原”电气化学。

Masahiro Watanabe: "Design of Alloy Electrocatalysts for CO_2 Reduction.Part 3.The Selective and Reversible Reduction of CO_2 on Cu Alloy Electrodes." Journal of the Electrochemical Society.

Masahiro Watanabe：“CO_2 还原合金电催化剂的设计。第 3 部分：铜合金电极上 CO_2 的选择性和可逆还原”。