パルス電位印可によるCu触媒電極のCO2電解還元における反応機構の実験的解明

脉冲电位对铜催化剂电极 CO2 电还原反应机理的实验阐明

• 批准号: 22K05301
• 负责人: 高辻 義行
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05301/
• 关键词: パルス電位制御; 二酸化炭素電解還元; CO2; 電解還元; パルス

パルスで電位印加する際に気を付ける点は、電位を設定電位まで一瞬で操作することによる非ファラデー電流の存在である。非ファラデー電流はファラデー効率の算出には加えないことが理想であるが、非ファラデー電流とファラデー電流の区別をすることができない。また、電位のパルス印加から自然電位に戻す際に酸化電流が流れるが、その電流が非ファラデー電流だけ確証はなく、酸化電流が流れた際には、触媒電極が変化する可能性がある。そこで酸化電流が流れないようにパルスを電位制御と電流制御とで比較することを試みた。電流制御の場合、自然電位まで電位が戻ることはないが、酸化電流が流れないように制御することが可能となる。目的の電位まで到達した際に流れる電流を測定し、同じ条件になるように、同じ条件になるように電位制御と電流制御で比較を行った。電位制御と電流制御ではCO2電解還元の生成物選択性が異なることが明らかとなった。制御機構は異なるが、結果として同じ電流が流れるように制御できているにも関わらず、CO2電解還元の生成物選択性が異なる理由は、ＩＲドロップの影響が大きいためであると考えられる。電位制御の際は、設定電位にまで印加電位を急激に変化させるが、電流制御は目的に電流が流れるまで電位を操作することになる。そのため、同じ大きさの電流が流れていても到達した電位が異なる状態が生じる。その結果、電流制御で行った場合は、反応電子のほとんどがCO2電解還元よりも小さなエネルギーで生じる水素発生の消費されてしまい、CO2電解還元反応が進まない状況が生まれてしまう。これらの結果を踏まえ、酸化電流が流れない電位でパルス電位印加を行うことが重要である。

パ ル ス potential で す incas る interstate に 気 を pay け る は, potential を set potential ま で moment で す operation る こ と に よ る non フ ァ ラ デ ー current の exist で あ る. Non フ ァ ラ デ ー current は フ ァ ラ デ ー の sharper rate calculated に は plus え な い こ と が ideal で あ る が, non フ ァ ラ デ ー current と フ ァ ラ デ ー current の difference を す る こ と が で き な い. ま た, potentiometric の パ ル ス Inca か ら sp に 戻 す interstate に acidification electric current to flow が れ る が, そ の current が non フ ァ ラ デ ー current だ け corroborate は な く, acidification current が flow れ た interstate に は, catalytic electrode が variations change す る possibility が あ る. そ こ れ が で acidification current flow な い よ う に パ ル ス を potential suppression と current suppression と で compare す る こ と を try み た. Current suppression の occasions, sp ま で potential が 戻 る こ と は な い が, acidification current が flow れ な い よ う に suppression す る こ と が may と な る. Purpose の potential ま で reach し た interstate に flow れ る し, with じ condition in determination of current を に な る よ う に, with じ condition に な る よ う に potential suppression と current suppression で line more を っ た. Potential control と current control で で CO2 electrolytic reduction <s:1> product selectivity 択 が different なる とが とが bright ら となった となった Suppression institutions は different な る が, results と し て with じ electric current to flow が れ る よ う に suppression で き て い る に も masato わ ら ず, CO2 electrolytic also yuan の products sentaku sex が different な る reason は, IR ド ロ ッ プ の が affected き い た め で あ る と exam え ら れ る. Potential suppression の interstate は, set potential に ま で Inca potential を nasty shock に variations change さ せ る が が flow, the purpose of the current system of imperial は に current れ る ま potential で す を operation る こ と に な る. そ の た め, with large じ き さ の electric current to flow が れ て い て も reach し た potential が different な る state が raw じ る. Line そ の results, current suppression で っ は た occasions, anti 応 electronic の ほ と ん ど が CO2 electrolytic also yuan よ り も small さ な エ ネ ル ギ ー で raw じ る element 発 の raw water consumption さ れ て し ま い, CO2 electrolytic also yuan against 応 が into ま な い situation born が ま れ て し ま う. Tread こ れ ら の results を ま え, acidification current が flow れ な い potential で パ ル ス line potential Inca を う こ と が important で あ る.

项目成果

亜鉛めっき電極のCO2電解還元特性

镀锌电极的CO2电解还原性能

• 发表时间: 2022
• 作者: 高辻義行;木本拓海;大森雄太;春山哲也
• 通讯作者: 春山哲也

電極表面のZnめっき層の構造とCO2電解還元の特性

电极表面Zn镀层结构及CO2电解还原特性

• 发表时间: 2023
• 作者: 木本拓海;高辻義行; 春山哲也
• 通讯作者: 春山哲也

亜鉛電極を用いたパルス電流印加によるCO2電解還元反応

使用锌电极施加脉冲电流进行CO2电解还原反应

• 发表时间: 2023
• 作者: 大森雄太;高辻義行;春山哲也
• 通讯作者: 春山哲也

CO2電解還元のギ酸生成選択性を向上するanodized-Zn電極の検討

阳极氧化锌电极提高CO2电还原甲酸生产选择性的研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 汐川京大;森本将行;高辻義行;春山哲也
• 通讯作者: 春山哲也