2021 年度研究成果報告書

二酸化炭素の新たな電気化学転換メカニズムを発現する金属原子膜積層電極の創製

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	18K04737
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分26030:複合材料および界面関連
研究機関	福岡大学
研究代表者	吉原直記福岡大学, 工学部, 助教 (90708869)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード	電気化学還元反応 / 二酸化炭素 / 複合材料 / 結晶構造
研究成果の概要	二酸化炭素の電気化学還元反応(CO2ERR)は室温大気圧下において二酸化炭素から様々な分子に転換できることから近年注目を集めている。CO2ERRにおける生成物選択性は、金属表面の二酸化炭素との吸着力の違いから決定されることが理論計算から明らかにされている。本研究では異種金属積層膜を作製し、その表面におけるCO2ERR活性について調査した。銅とニッケルを積層させた金属積層電極では、二酸化炭素が炭化水素へ高効率に転換されることを確認した。さらにこの金属積層電極の下地金属の結晶構造が、金属積層電極表面でのCO2ERRにかかる重要なファクターになることも明らかにした。
自由記述の分野	材料化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究にて作製した金属膜積層電極は、異種金属種の選定や下地金属の結晶構造によって多くの組合せが存在するため、これまで単一の金属電極では実現できなかったCO2吸着力の発現が可能となる。本研究は、副反応を抑制し、高効率なCO2転換を実証したが、さらに生成物選択性の拡張の可能性を有することから、その工業化への展開が期待される。