| 研究課題/領域番号 |
18K14188
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分32020:機能物性化学関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
本林 健太 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60609600)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | イオン液体 / CO2電解還元 / 界面分光 / 反応中間体 / 分光電気化学 / CO2還元 / 電極界面 / 二酸化炭素還元 / 表面増強赤外吸収分光法 / 電気化学 / 表面界面科学 / 表面増強赤外分光 |
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| 研究成果の概要 |
高効率で温室効果ガスを削減できるCO2電解還元反応において、電解液としてイオン液体を用いた場合に、水溶液等と比べても反応に必要な電圧が減少することがわかっている。その原因の解明に向けて本研究では、電気化学的手法と界面分光手法を組み合わせて用い、反応中のイオン液体／電極界面の直接観測を行った。イオン液体の種類を変えながら行った測定の結果、中間体である1電子還元体が、イオン液体を構成する環状有機アミドカチオンと電極との間で安定化されていることが、反応に必要な電圧の原因であることがわかった。また、イオン液体に添加した水が、分解されずにCO2還元を促進するメカニズムも、界面観測を通じて明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
温室効果ガスの削減は世界でも喫緊の課題の一つであり、日本でも2050年のカーボンニュートラル（実質排出量0）実現を目指すなど、削減目標を大幅に引き上げた。CO2還元反応は、CO2を消費して有機合成の原料となるCOを生成する、カーボンニュートラルに大きく貢献する反応である。本研究では、この反応に伴うエネルギー損失が、イオン液体電解液により軽減されるメカニズムを解明し、さらなる効率向上への道筋を示した。学術的にも、長年議論が続いていた反応メカニズムに答えを出した意味で、大きな意義があった。
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