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オペランドXASと理論計算を活かした活性状態制御によるマンガン電極触媒の高効率化

利用操作 XAS 和理论计算控制活性状态提高锰电极催化剂的效率

基本信息

批准号：
22KJ2347
负责人：
恒川舜
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2347/
关键词：
水分解触媒マンガン酸化物 X線吸収分光

项目摘要

太陽光などの再生可能エネルギーを水素という化学エネルギーに変換・利用する水素社会実現に向け、二酸化炭素を排出しない水の電気分解反応による水素製造法の導入促進が望まれている。水分解反応において酸素生成は水素生成よりも過電圧が大きいため、酸素生成触媒の研究・開発が行われてきた。中でも、高価な貴金属を用いた触媒は水分解活性が高いが、資源量に制約があるため、非貴金属を用いた触媒が求められている。オペランドXAS測定は、触媒反応中の触媒の電子状態や局所構造を明らかにすることができるため、水分解反応機構に迫ることが出来る。本研究の目的は、反応下のマンガン酸化物水分解触媒のXAS分析と理論計算を駆使し、適切な触媒調整条件を探索することで、水分解活性の向上を目指すことである。本年度は、KEK-PFやSPring-8といった放射光施設にて、水分解反応セルや自動精密ステージといった光学関連の調整・改良をし、オペランドXAS分析を行った。水分解(酸素生成)反応電位では、酸化によるマンガン酸化物表面の形状変化や価数変化を観測した。他にも、水分解反応前後における触媒表面や内部におけるマンガンや酸素元素などの局所構造情報を取得した。当初の研究計画通り、取得した実験データを用いた詳細な解析・理論計算は、本年度に導入したワークステーションの立ち上げ、解析ソフトのインストールなどの準備が完了しつつあるので、来年度以降本格的に進めていく予定。

太陽光などの再生可能エネルギーを水素という化学エネルギーに変換·利用する水素社会実現に向け、二酸化炭素を排出しない水の電気分解反応による水素製造法の導入促進が望まれている。水分解反応において酸素生成は水素生成よりも過電圧が大きいため、酸素生成触媒の研究·開発が行われてきた。中でも、高価な貴金属を用いた触媒は水分解活性が高いが、資源量に制約があるため、非貴金属を用いた触媒が求められている。看护人XAS确定了，触摸反中草药种子形状检查局所制造的明串珠葫芦，水分解反串珠葫芦，水分解出来的。本研究目的在于探讨，反硝化下苯甲酰化物水分解触敏XAS分析原理及计算方法，探讨切屑触敏调整条件下的水解反应，水分解活性物质上目指的是水解反应。本年度报告，KEK-PF微弹簧-8微弹簧发射光测量仪，水分解反胶束自聚焦精密微弹簧光学微弹簧校正·改良仪，护理微弹簧XAS分析仪进行测试。水分解（酸素生成）反硝化位点水解，酸化水解产物水解化物表面形态转化率转化示波滴定。他にも、水分解反応前後における触媒表面や内部におけるマンガンや酸素元素などの局所構造情報を取得した。当初の研究計画通り、取得した実験データを用いた詳細な解析·理論計算は、本年度に導入したワークステーションの立ち上げ、解析ソフトのインストールなどの準備が完了しつつあるので、来年度以降本格的に進めていく予定。