| 研究概要 |
CO_2の電極還元において,電極金属はその主要生成物により,次の4グル-プに分けることができる.炭化水素の生成(HC金属と略す.以下同様),COの生成(CO金属),ぎ酸の生成(ぎ酸金属),水素の生成(H_2金属).本研究では,電極をadatomで修飾し,反応選択制の変化を調べた.電解液中に修飾金属イオンを共存させ,修飾金属を電極面に電析させながら,CO_2の電解還元を行った(反応場電析法).電解液は,0.1M KHCO_3,CO_2雰囲気下で5mA/cm^2の定電流電解を行った.本研の研究において,以下のことが明らかになった.
HC金属Cuに,ぎ酸金属CdあるいはSnを表面に修飾すると,主にCOが生成する.NiはCO_2還元において主に水素を生成するH_2金属であるが,Cdのadatomで修飾すると,COの生成が主反応となる.
さらに,修飾金属にCd,Snの2種を用い,基板金属電極としてぎ酸金属(Sn,Pb),CO金属(Zn,Ag,Au)を用いて検討した.ぎ酸金属電極のSn,Pbに,ぎ酸金属Cd,Snを修飾すると,Cu,Ni基板の場合と異なって,ぎ酸生成が主となり,COは増加しない.従って,CD,Sn adatomが一般的にCO生成を促進するわけではなく,下地金属がadatomの活性を大きく左右しているこしがわかる.またZnにCdを修飾すると,単原子層程度の電着量で,主生成物のCOからぎ酸へと変化した.Zn電極は,CO金属の中では相対的にぎ酸の生成が多く,比較的CO生成能の弱い金属である.恐らくは,Zn担体はada tomに弱い影響を与えているものと考えられる.Ag,Auを担体電極に用いると,Sn,Ddの単原子層を電着させても,主生成物はCOであり担体金属の性質は変わらなかった.このように,CO生成能の強い金属ではCd,SnのadatomはCO活性を示す.
以上のようにadatom修飾電極の電極触媒活性に対して,下地金属の影響が重要な因子であることが明らかになった.
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