Local electronic structures of solid-liquid interfaces in electrochemical reaction revealed by soft X-ray absorption spectroscopy

软X射线吸收光谱揭示电化学反应中固液界面的局域电子结构

• 批准号: 23685006
• 负责人: NAGASAKA Masanari
• 金额: $ 18.8万
• 依托单位: Institute for Molecular Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23685006/
• 关键词: 軟X線吸収分光法; 液体・溶液; 電気化学反応; オペランド分光; 固液界面; 物性実験; 表面・界面物性; 内殻分光; 電極反応; 溶液; 軟X線分光

To better understand electrochemical reaction, it is necessary to investigate local electronic structures of electrolytes including solid-liquid interfaces at different potentials. Soft X-ray absorption spectroscopy (XAS) is an element-selective method to investigate structures of liquid and aqueous solutions. In this study, we have developed a transmitted-type liquid cell, in which the thickness of the liquid layer is controllable between 20 and 2000 nm, and measured XAS of liquid and aqueous solutions in transmission mode. By using the liquid cell with built-in electrodes, we have successfully measured XAS of electrolytes in electrochemical reactions, and revealed the local structural changes of electrolytes at different potentials. We have also developed an in-situ operando observation system for electrochemical reaction by XAS with potential modulation method at a same scanning rate of cyclic voltammetry (100 mV/s).

为了更好地理解电化学反应，有必要研究电解液的局部电子结构，包括不同电位下的固液界面。软X射线吸收光谱(XAS)是研究液体和水溶液结构的一种元素选择方法。在本研究中，我们研制了一种透射式液池，液层厚度在20~2000 nm之间可控，并在透射式模式下测量了液体和水溶液的X射线吸收光谱。利用内置电极的液池，我们成功地测量了电解液在电化学反应中的X射线吸收光谱，揭示了不同电位下电解液的局部结构变化。我们还研制了在相同扫描速率(100 mV/S)下，采用电势调制法的XAS电化学反应现场观察系统。

项目成果

透過型軟X線吸収分光法によるメタノール水溶液の局所電子構造の解明

透射软X射线吸收光谱法阐明甲醇水溶液的局域电子结构

• 发表时间: 2012
• 作者: M. Arakawa;K. Kohara;and A. Terasaki;伊藤公孝;マノジ コチュニューニイー;長坂将成
• 通讯作者: 長坂将成

軟X線分光法による分子系の局所解析とその場観測手法の開発

使用软 X 射线光谱进行分子系统的局部分析和原位观察方法的开发

• 发表时间: 2014
• 作者: 本多剛・廣野哲朗;ほか;長坂将成
• 通讯作者: 長坂将成

軟X線吸収分光法によるメタノール水溶液の局所構造の研究

软X射线吸收光谱研究甲醇水溶液的局部结构

• 发表时间: 2012
• 作者: 安東航太;荒川 雅;寺嵜 亨;長坂将成
• 通讯作者: 長坂将成

軟X線吸収分光法によるメタノール水溶液の局所電子構造の解明

软X射线吸收光谱解析甲醇水溶液的局域电子结构

• 发表时间: 2011
• 作者: T. Ito;K. Tobita;M. Arakawa;and A. Terasaki;宮坂 博;寺嵜 亨;久山数典;M.Nagasaka;長坂将成
• 通讯作者: 長坂将成

軟X線吸収分光法による硫酸鉄水溶液の電気化学反応のその場観測

使用软X射线吸收光谱原位观察硫酸铁水溶液中的电化学反应

• 作者: 長坂将成;湯沢勇人;堀米利夫;A. P. Hitchcock;小杉信博
• 通讯作者: 小杉信博