Analysis of electrodeposition reaction in ionic liquids using visible light and quantum beam

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05136
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: Tamura Kazuhisa 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究主幹 (10360405)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: イオン液体 / 電析反応 / 量子ビーム / 構造解析

Outline of Final Research Achievements

The underpotential deposition (UPD) reaction in an ionic liquid was investigated using visible light and quantum beam techniques. UPD reaction is the initial process of electrodeposition; therefore, for the understanding of the electrodeposition reaction, revealing the processes in UPD reaction is important.
In this study, the UPD reaction of Bi on Au(111) electrode in 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([BMIM]BF4) was investigated using visible-light reflectometry measurements and surface X-ray scattering techniques. It was found that the process of the UPD of Bi in [BMIM]BF4 is different from that in perchloric acid.

Free Research Field

電気化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

イオン液体は、水・有機溶媒に続く第３の溶媒と呼ばれており、これまでにない性質を持つ溶媒である。イオン液体自体に電気伝導性がることから、電解液として利用可能であり、イオン液体は蒸発も燃焼もしない電解液として期待できる。
一方で、イオン液体中での電気化学反応は、これまでに多く研究されている水溶液中の電気化学反応と異なっていることがわかってきたが、その詳細についてはまだよく明らかにされていないことが多い。本研究は、イオン液体中での電析反応におけるアンダーポテンシャル電析反応に着目し、その反応過程を明らかにした。これらのことは、イオン液体中での電気化学反応を制御して利用するための重要な知見となる。