Design and creation of catalytic reaction fields using operando ME spectroscopy

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20KK0111
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 27:Chemical engineering and related fields
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Toyao Takashi 北海道大学, 触媒科学研究所, 准教授 (80775388)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前野 禅 工学院大学, 先進工学部, 准教授 (30721154)
• Project Period (FY): 2020-10-27 – 2024-03-31
• Keywords: 固体触媒 / Modulation Excitation / 触媒反応場 / オペランド分光

Outline of Final Research Achievements

Modulation Excitation (ME) is a powerful method that can dramatically improve the signal/noise (S/N) ratio in spectroscopy and selectively analyze species involved in the dynamic processes of physical and chemical phenomena. It is. The purpose of this study was to design an effective catalytic reaction site for CO2 hydrogenation reactions through studies using Operando ME spectroscopy. More specifically, we applied Operando ME spectroscopy to methanol synthesis from CO2/H2 at a low temperature of about 150 ℃ with the aim of elucidating the reaction mechanism and establishing guidelines for designing a catalytic reaction field.

Free Research Field

触媒化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Operando ME分光を用いた検討により、CO2水素化反応、特に、CO2/H2からの低温メタノール合成反応に有効な触媒設計を行うにあたって重要な知見が得られた。得られた結果および触媒設計指針を基に、更なる触媒性能の向上と実用化に向けた研究開発を進めることを計画している。また本研究では、反応場での触媒の活性化というより一般性の高いユニークな現象も発見した。CO2水素化反応のみならず、他の触媒反応や、物質のダイナミクスが関わる幅広い科学分野において本研究成果が活用されると期待できる。