Quantification and Perturbation of Electrochemical Potential of Supported Metal Catalysts for Promoting Catalytic Reactions

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02510
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27030:Catalyst and resource chemical process-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Takanabe Kazuhiro 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20519730)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 担持金属触媒 / ナノ粒子 / 担体効果

Outline of Final Research Achievements

In this study, the catalytic potential was controlled by electrochemical methods to improve catalytic performance over conventional thermal catalytic reactions (open circuit conditions) using CO oxidation reactions. When the catalyst is controlled at the appropriate potential, the CO2 production rate from the thermal reaction was found to be more than five times higher than that of the open circuit condition, corresponding to a Faradaic efficiency of more than 370%. This non-Faradaic performance improvement in CO oxidation was observed for different catalysts, Rh/C and Ir/C, demonstrating the universality of electrochemical potential control.

Free Research Field

触媒化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

持続可能な発展を実現するために、工業用触媒はより効率的なものに見直される必要がある。担持金属系触媒は、金属粒子と担体の相互作用を制御することで性能を大きく左右する。一般にこれらの相互作用は金属担体相互作用や、第三成分添加によるプロモーター効果は、触媒の性能向上につながる有効な方法である。本研究では、外部電位制御によって触媒のポテンシャルを変化させることで触媒反応速度向上に成功した。すなわち少ないエネルギー投入量で化学反応を加速する方法論を確立させたものである。