| Project/Area Number |
19K15496
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 和周波発生分光法 / ヘテロダイン検出 / オゾン酸化反応 / 電気化学反応 / 電極界面 / フレネル係数 / 振動和周波発生分光法 / 和周波発生分光 |
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| Outline of Research at the Start |
電気エネルギーと化学エネルギーを直接変換する電気化学反応は、近年のエネルギー問題・環境問題とも関連して重要性が増している。電気化学反応を理解するには、電位をかけたときに電極界面に形成される電気二重層の中での分子の溶媒和構造・吸着構造・中間体の構造を分子レベルで理解することが不可欠である。本研究では、界面選択的な分光法である振動和周波発生分光法にヘテロダイン検出・電場増強効果などを用いて電極界面反応の高感度なin situ測定を行う。得られた知見を基に電極界面反応の効率向上につながる指針を示すこと目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
Electric double layer at electrode interfaces plays an important role in electrochemical reactions. In order to probe interfaces selectively, heterodyne-detected sum frequency generation spectrometer was constructed and was applied to study the reaction of unsaturated lipid monolayers under low-level ozone. Furthermore, reactions at electrode interfaces of lithium-ion and lithium-air batteries were investigated by using surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) and sum frequency generation spectroscopy.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、ヘテロダイン検出和周波発生分光システムを構築し、界面で起こる化学反応を実時間で追跡することに成功した。不飽和脂質は肺胞を覆う肺サーファクタントに含まれており、空気中に存在する程度の極低濃度オゾンでも呼吸器への影響は無視できないことを示している。また、電極界面で起こる電気化学反応測定から得られた知見は、リチウムイオン電池の作動に重要なSEI被膜作製方法や次世代二次電池して期待されているリチウム空気電池の溶媒分解抑制を検討していく上で重要な知見である。
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