2021 Fiscal Year Annual Research Report
Modulation of electronic states of metal cluster electrocatalysts using monolayer nanosheet supports
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20K15373
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
北野 翔 北海道大学, 工学研究院, 特任助教 (50736840)
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2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ナノシート / 金属ナノ粒子 / 酸素発生反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
再生可能エネルギーを用いた水電解や金属空気電池の正極反応など、次世代のエネルギー貯蔵技術において、電気化学反応は非常に重要な役割を担っている。これまで電気化学反応の活性を決定する要素として様々なパラメーターが提案されてきたが、近年では、多くの電気化学反応において活性点における中間体の吸着エネルギー、すなわち、活性点の電子状態が活性に大きく寄与することが明らかになってきた。本研究では、金属クラスター電極触媒に対して単層ナノシートを担体として複合することにより、金属クラスターの電子状態を制御した触媒材料の開発を目的とする。
OERに活性なイリジウムクラスターを電極触媒として、層状複水酸化物（LDH）および遷移金属カルコゲナイド（TMD）の単層ナノシートを複合した。イリジウムクラスターは、DMFまたはエチレングリコールを溶媒として用い、コロイド分散液として合成した。構成金属としてNi2+, Ti4+を含むLDHを合成し、ホルムアミド中に分散させて単層ナノシートに剥離した。TMDはWS2単層ナノシートをワンポット法で合成し、DMFまたはアセチルアセトンを溶媒とするコロイド分散液を調製した。分散液同士を混合することで、ナノシート上にクラスターを高分散に担持することに成功した。XPS測定から、LDHを担体とした場合はイリジウムが還元的に、TMDを担体とした場合は酸化的に変化することがわかった。OERを行ったところ、LDHに担持したイリジウムクラスターが高い活性を示すことが明らかになった。
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Research Products
(1 results)
