2023 Fiscal Year Annual Research Report
前駆体集積法によるペロブスカイトナノ構造体の合成と革新的電解プロセスへの応用
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21H01710
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
荻原 仁志 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60452009)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | アルコール / 電解酸化 / 電極触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルコールをカルボン酸へ電解酸化するプロセスを研究した。2021~2022年度に開発した前駆体集積法を基盤として，種々のNi系触媒を調製し，これらがアルコールをカルボン酸へと効率よく電解酸化することを見出した。電極触媒の性能のみならず，電解条件や電解溶液の組成がアルコール電解酸化に大きな影響を与えることを明らかにした。さらに，電気化学的に発生する酸（電解発生酸）がアルコールの電解酸化プロセスに関与するという新しい反応機構を提案した。特に，電気化学反応の進行に伴う局所的なpHの変動がアルコール酸化にどのような影響を与えるかについて，これまで報告例がなく，新規な現象を見出すことができた。
アルコール以外の有機分子の電解酸化プロセスも検討した結果，電気化学的に発生する活性種が有機分子を酸化する可能性が示唆された。ここでも，電極触媒の性能，電解条件，電解溶液などの複数の因子が，電気化学反応に著しく強い影響を与えたことがわかった。今後の研究を通じて，これまで電気化学的な酸化が困難とされる分子群に対しても，電解酸化による高付加価値化が達成できる可能性がある。本研究により，いまだ体系化が乏しい電気化学的な分子転換プロセスに対して，新たな指針を与えるための基盤を築くことができた。
派生的な研究成果として，電極触媒の固定化に使用されるアイオノマーが，電気化学反応に与える影響を明らかにすることができた。有機分子からプロトンと電子が引き抜かれる形での酸化反応では，電極触媒近傍でアイオノマーがプロトン伝導経路を構築することが重要との知見を示した。有機分子の電気化学反応において，これまでブラックボックスとされていたアイオノマーの役割を解き明かすための基本的な学理を構築した。
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| Research Progress Status |
令和5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 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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