2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new alcohol synthesis process from CO2 by combined thermochemical and electrochemical reactions
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26249115
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山口 周 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (10182437)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | エコマテリアル化 / 省エネルギープロセス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
メタノール合成に高活性を示すZnO／CuおよびTiO2／Au系の担持触媒複合カソード／LDH及び表面プロトン（H+）伝導性ナノ粒子YSZ電解質／Pd(-H)アノードからなる薄膜電気化学セルを用い，一室型及び二室型セルを構成した．一室型ではH2(g)+CO2(g)混合ガスを両極に供給し，二室型ではカソードにCO2(g)+H2O(g)混合ガス，PdアノードにH2(g)を供給して分極特性を200～300℃で測定したが，メタノール生成反応と競合する水素発生反応が生じた．これは，反応の次元性と水素発生の低過電圧に起因すると考えられる．メタノール合成反応はプロトン（H+）供給体（電解質）／電子（e-）供給体（集電体）／触媒表面／気相の４相界面（４相の接点）でのみ反応が生じることが原因である．H+／e-混合伝導体を利用して３相／２相界面に反応サイトを拡大する必要があるが，混合伝導体のナノ多孔体TiO2半導体電極を利用しても改善が見られなかった．強い還元性を有するヒドリド（H-）伝導体を利用する可能性が浮上したため，H2(g)+Pd(-H)／YSZ (O2- + H- + e-混合伝導体)／多孔質Pt(CO2(g)+H2O(g))セルを強電解して供給したH-により，400℃でメタノール合成を試みた．H+と同様に水素発生が優勢であり，メタノール合成反応の増幅は確認されなかった．
ab-initio MD計算については着実に計算が進み，YSZ表面上におけるLewis酸塩基反応であるCO2，HCOOH, CH3OH等の吸着反応の強さと吸着体のBronsted酸性の相関を明らかにした．
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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