| 研究課題/領域番号 |
18K14311
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
高橋 弘樹 秋田大学, 理工学研究科, 講師 (60632809)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | CO2 / 電解還元 / Pt酸化物 / CeO2 |
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| 研究実績の概要 |
化石燃料の大量消費によって大気中のCO2濃度は増加の一途をたどり，地球温暖化による酷暑や台風などの過酷な気象現象の引き金となっている。本研究では，Pt系電極触媒を用いて，CO2電解還元・メタノール同時合成電気化学リアクターを開発することを目的としている。すなわち，火力発電所等から排出されるCO2を電解槽に導入し，高活性な電極触媒によってCO2をメタノールに変換し，メタノールを有効利用するシステムを想定している。本研究ではこれまでに，表面増強赤外分光法による電解生成物のその場測定システムを構築し，CO2電解還元生成物の生成挙動を調査することでCO2電解還元反応メカニズムを推定し．Pt酸化物がPtよりも優れたCO2電解活性を示した要因を解明した。令和2年度には，火力発電所の排ガスを想定し，Pt系電極触媒のCO2電解還元活性に及ぼすO2濃度の影響の解明に着手した。本研究の知見に基づいて，雑誌論文出版1件，学会発表2件を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
① CO2電解還元活性に及ぼすO2濃度の影響：火力発電所の排ガスを想定し，各種Pt系電極触媒のO2共存下でのCO2電解還元活性を調査した。その結果，CeO2を含有するPtカソードにおいては，O2共存下においてPtよりも高いCO2電解還元活性を示すことが明らかになった。②当初計画していた，ガス分析システムによるメタノール以外の電解生成物の定性・定量を進めることができなかった。
したがって，研究が進やや遅れていると判断できる．
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度は，火力発電所の排ガスを想定し，Pt系電極触媒のCO2電解還元活性に及ぼすO2濃度の影響の解明に着手した。今年度は，ガス分析システムによるメタノール以外の電解生成物の定性・定量を進める．また，CO2電解還元活性に及ぼすPtへのCeO2やCu，Oの効果，O2濃度の影響を明らかにすることで，CO2電解還元触媒設計指針を確立する。最終的には，研究で開発した高活性CO2電解還元触媒，カーボン粉末およびカチオン交換樹脂を混合し，触媒支持体に塗布して電解セルを構成する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
令和2年度は，研究協力者が研究に従事する時間が大幅に削減され，実験を行い時間が少なく，必要とする物品を減少した。そのため，事業期間を延長し，次年度に使用することとなった。用途としては，試薬やガスなどの各種消耗品，ガス分析システムの構築費用，分析機器使用料，学会発表のための参加費・旅費を想定している。
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