| 研究課題/領域番号 |
22K20562
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0502:無機・錯体化学、分析化学、無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
津田 勇希 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究員 (80964189)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 二酸化炭素還元 / 電極触媒 / 無機/有機ハイブリッド材料 / 電解析出法 / 電気化学的CO2還元 / 二酸化炭素電解 / 無機/有機ハイブリッド / 電気化学 / 高分子 / 電解析出 / 導電性高分子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
CO2の効率的なエネルギー資源への変換に向け、CO2RR(CO2 reduction reaction)高活性化と還元生成物選択性の向上を実現する高分子に金属ナノ粒子を導入した電極を基盤とする金属/有機ハイブリッドCO2RR電極触媒を開発する。これにより、多様なスケール・環境で、大気中の不要なCO2から我が国では自立供給できない炭化水素を生成可能な持続可能なシステムの構築を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、高活性かつ高選択的に二酸化炭素(CO2)を電気化学的に還元するために、元来CO2電解活性が高い金属と電解反応中間体の安定化が期待できる高分子とを複合化した金属/有機ハイブリッド電極触媒の開発に取り組んだ。
炭化水素を生成することが可能な銅を金属部に、二酸化炭素を適度に吸着し、カチオン密度が高いことから高い反応性が期待できる、ルミノールとメラミンを有機部として選定した。ルミノールとメラミンを基板であるカーボンペーパー上に電解重合させることで高分子化し、基板との接触の良さと高い導電性を実現した。この高分子膜の上に金属銅を電解析出させ、金属/有機ハイブリッド触媒を得ることに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で目指した、金属/有機ハイブリッドCO2還元電極触媒は、金属がCO2を還元し、高分子がCO2電解生成物の安定化を担うという新しい考え方である。これにより、高活性・高選択性を両立するCO2電解還元触媒の実現が期待できる。導電性基板上に有機物を電解重合してその上に金属を電解析出法で得られることで金属/有機ハイブリッド電極を実証した。電解重合も電解析出法も、高温や高圧を要しない溶液プロセスであり、環境負荷が小さい手法である。金属/有機ハイブリッド電極の最適化までには至っていないが、作製可能であることの確認という点において有意義であり、コンセプト実証への第一歩であると確信している。
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