電極表面の吸着分子が触媒する水素発生反応

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21550124
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 大澤 雅俊 北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (00108466)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 水素生成 / 電気分解 / 電極触媒 / 光触媒 / 赤外分光 / 電極表面反応 / 吸着分子 / DFT 計算

研究概要

CuやAg電極は、Ptに比べて水素発生反応(水の電気分解の陰極反応)に対する活性が低い。しかし、電解液にある種の有機化合物を添加すると反応が著しく促進される。その機構を表面増強赤外吸収分光によるその場測定により、分子レベルで明らかにした。また、光触媒による水の分解反応を有機化合物の添加により促進させる試みを行った。まだ成功していないが、光触媒の電荷キャリアーのダイナミクスに関する新しい知見が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] First principles study of sulfuric acidanion adsorption on a Pt(III) electrode (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Jinnouchi, T. Hatanaka, Y. Morimoto, and M. Osawa
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys 巻: 14 ページ: 3209-3218
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potential-dependent recombination kinetics of photo generated electrons in n-type and p-type GaN photo electrodes studied by time-resolved IR absorption spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Yamakata, M. Yoshida, J. Kubota, M. Osawa, and K. Domen
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 11351-11357
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Role of Bridge-Bonded Adsorbed Formate in the Electrocatalytic Oxidation of Formic Acid on Platinum (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Osawa, K. Komatsu, G. Samjeske, T. Uchida, T. Ikeshoji, A. Cuesta, and Claudio Gutierrez
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 50 ページ: 1159-1163
  • 査読あり
• [雑誌論文] Destruction of the Water Layer on a Hydrophobic Surface Induced by the Forced Approach of Hydrophilic and Hydrophobic Cations (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Yamakata and M. Osawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett 巻: 1 ページ: 1487-1491
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanistic Studies by Sum-Frequency Generation Spectroscopy : Hydrolysis of a Supported Phospholipid Bilayerby Phospholipase A(2) (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.-J. Tong, N. Li, H.-J. Liu, A. Ge, M. Osawa, and S. Ye
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 49 ページ: 2319-2323
  • 査読あり
• [雑誌論文] Destruction of the Hydration Shell around TetraalkylammoniumIons at the Electrochemical Interface (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamakata and M. Osawa
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 131 ページ: 6892-6893
  • 査読あり
• [雑誌論文] ATRSEIRAS Investigation of the Fermi Level of PtCocatalyst on a GaN Photocatalyst for Hydrogen Evolution under Irradiation (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshida, A. Yamakata, K. Tanabe, J. Kubota, M. Osawa, and K. Domen
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 131(37) ページ: 13218-13219
  • 査読あり
• [学会発表] Water at electrified metal-water interface probed by surface-enhanced infraredabsorption spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Osawa
  • 学会等名: Eurasia Conference 2012
  • 発表場所: Corfu, Greece(招待講演)
  • 年月日: 2012-04-20
• [学会発表] Real-time monitoring of electrochemical reactions by time-resolved surface-enhanced infrared absorption spectroscopy (SEIRAS) (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Osawa
  • 学会等名: Zing Conference on Electrochemistry
  • 発表場所: Lanzarote, Spain (招待講演)
  • 年月日: 2012-02-10
• [学会発表] Electrocatalytic reactions revealed by surface-enhanced infrared absorption spectroscopy (SEIRAS) (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Osawa
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Electrochemistry
  • 発表場所: Ventura, USA (招待講演)
  • 年月日: 2012-01-12
• [学会発表] Galvanostatic electro-oxidation of CO adsorbed on Pt studied by time-resolved surface-enhanced infrared spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: G. Samjeske, J. Joo, T. Uchida, M. T. M. Koper, and M. Osawa
  • 学会等名: 62nd Annual Meeting of ISE
  • 発表場所: 新潟市朱鷺メッセ (招待講演)
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] Electrocatalytic reactions revealed by time-resolved surface-enhanced infrared absorption spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Osawa
  • 学会等名: 62nd Annual Meetingof ISE
  • 発表場所: 新潟市朱鷺メッセ(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] Electrocatalytic oxidation of methanol, formaldehyde, and formic acid on Pt as revealed by surface-enhanced infrared absorption spectroscopy (SEIRAS) (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Osawa
  • 学会等名: 219th Electrochemical Society Meeting
  • 発表場所: Montoreal, Canada (受賞講演)
  • 年月日: 2011-05-03
• [学会発表] Hydeogen evolution reaction catalyzed by the redox cycles of 4, 4'-bipyridine adsorbed on metal electrodes : A combined infrared and DFT study (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Uchida, A. Yamakata, Y. Sasaki, and M. Osawa
  • 学会等名: 219th Electrochemical SocietyMeeting
  • 発表場所: Montoreal, Canada(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-03
• [学会発表] Role of bridge-bonded formate in the electrocatalytic oxidation of formic acid on platinum (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Osawa, K. Komatsu, G. Samjeske, T.Ikeshoji, A. Cuesta, and C. Guiterrez
  • 学会等名: 61th Annual Meeting of International Society ofElectrochemistry
  • 発表場所: Nice,France(招待講演)
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] Structure of water at the electrified platinum-water interface studied by infrared spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Osawa, M. Tushima, H. Mogami, G. Sanjeske, and A. Yamakata
  • 学会等名: The 3rd Horiba International Symposium and The 11th ISSP International Symposium (ISSP-11) on Hydrogen and Water in Condensed Matter Physics
  • 発表場所: 千葉市(招待講演)
  • 年月日: 2009-10-14
• [備考]
  • URL: http://www.cat.hokudai.ac.jp/osawa/