2017 Fiscal Year Annual Research Report
Electrochemistry on nanoporous electrodes: Revisit from the viewpoint of liquid-state theory
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15H03877
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
深見 一弘 京都大学, 工学研究科, 准教授 (60452322)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
邑瀬 邦明 京都大学, 工学研究科, 教授 (30283633)
天野 健一 京都大学, 工学研究科, 助教 (30634191)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ナノポーラス電極 / 電気化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノポーラス電極は高い比表面積を有することから、大変興味深い材料である。一方、電極反応の場として用いる場合は、ナノポアでの物質移動に強い制限がかかり、ナノポーラス層の最表面（バルクの液と接する面）近傍でのみ、電気化学反応の進行がみられる。この課題を解決するためには、新たなメカニズムに立脚して、ナノポアでの高速物質移動を達成する必要がある。そこで、本研究では、昨年度に引き続きポーラスシリコンをナノポーラス電極として用い、イオンの高速移動をもたらす要因を探った。
まず、ナノポーラス電極へのイオン濃縮効果がもたらす作用をより詳細に検討した。具体的には、アルキルアンモニウムカチオンがナノポアへ濃縮される際にナノポアで局所的にpHが上昇することを電気化学的、分光学的に明らかにした。また、ナノポーラス電極への亜鉛電析において、錯化剤を適切に選択することによって亜鉛電析速度を飛躍的に向上できることを平成28年度に報告している。このメカニズムを明らかにするため、放射光を利用したXAFS測定を行った。その結果、亜鉛イオンが価数ゼロの錯体として溶存しうるように電解液のpHを調整すると、ナノポアにおいて錯体が濃縮されることをスペクトル解析によって明らかにした。これは、研究代表者らが提唱するモデルを支持するものであり、ナノポアでの電気化学反応の新たな促進メカニズムとなることがわかった。その他、当該モデルを拡張することによって、溶液中のコロイド分散液の局所構造を理論的に得ることにも成功した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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