2020 Fiscal Year Annual Research Report
Continuous and stepwise CO2 electrochemical reduction for production hydrocarbons with suppression of hydrogen generation
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18K14324
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
高辻 義行 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 助教 (70799345)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | CO2 / 電解還元 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Zn触媒電極は、Znを陽極酸化することにより、多孔質Zn電極の調製に成功した。調製した多孔質Zn電極はZn板や鍍金によって調製したZn電極より、CO2電解還元の触媒活性が高く、目標である-0.9 V vs. RHEの条件において、約80％のCOファラデー効率を達成した（目標は60％以上）。この触媒活性向上の要因はOpen-Loop Electric Potential Microscopy（OL-EPM）によって、CO2電解還元が優先的に生じている部分を特定することに成功した。OL-EPMの結果から、多孔質化したZnのエッジで優先的に反応が進行していると明らかとなり、CO2電解還元反応場の可視化に成功し、Electrochimica Acta, 290, 255-261 (2018)に上梓された。また、異なる陽極酸化条件において、ギ酸を主生成物とするZn電極の調製に成功し、これらの結果を元に投稿論文を作成中である。
Cu触媒電極に関して、鍍金技術を使い、Cu-Co触媒電極の調製に成功した。Cu-Co触媒電極はCoの混合比によって生成物である炭化水素類のCH4/C2H4選択性が変化することが明らかとなった。Cu-Co触媒電極はCuの結晶構造にCoが置換されることで、Cuと中間生成物であるCOおよびCOHの吸着が強くなり、CH4の生成物選択性が向上し、またC-C結合を阻害する役割も果たしていると考えられる。これらの研究成果はElectrocatalysis, 10(1), 29-34 (2019)に上梓された。さらに、CO2をパルス的に電解還元することで、炭化水素類の生成物選択性を変化させることに成功した。パルス電解還元を行った結果、Cu-Co電極はC2H4を生成しにくいだけでなく、CH4の生成速度が速いと示唆される結果を得た。これらの結果を元に投稿論文を作成中である。
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Research Products
(1 results)
