2023 年度研究成果報告書

表面分光法によるイオン液体修飾電極が触媒反応を促進する根本要因の解明

研究課題

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研究課題/領域番号	21K04664
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	名古屋工業大学
研究代表者	猪股智彦名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40397493)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	イオン液体 / 修飾電極 / 表面増強赤外分光法
研究成果の概要	イオン液体修飾電極に内包された金属錯体の酸化還元挙動を調べるために、負電荷を有するヘキサシアノ鉄錯体と正電荷を有するヘキサアンミンルテニウム錯体をプローブ錯体として用い、それらをイオン液体間に固定化したイオン液体修飾電極を作製し、各プローブ錯体および表面に修飾されたイオン液体の電位掃引による挙動を表面増強赤外分光法を用いて追跡した。その結果、電極上に修飾されたイオン液体分子は電位の変化に応じて電極表面と静電的に相互作用すること、また内包されたプローブ錯体と修飾されたイオン液体との間にも静電的な相互作用が存在することが明らかとなり、イオン液体修飾電極を利用した触媒電極材料作製の指針となる。
自由記述の分野	錯体化学、表面科学、電気化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	イオン液体は製造コストが高く、実用化の面では溶媒のように大量に用いることは難しい。イオン液体修飾電極は製造コストの高いイオン液体を反応の中心となる電極表面にのみ修飾することで、イオン液体の利用を最小限の抑え、かつ電修飾されたイオン液体間への外来性分子の内包、未修飾の電極表面の利用を可能にする技術である。これまでに二酸化炭素変換触媒など電気化学触媒電極として様々な場面で応用可能であることを報告してきたが、実際に内包された外来性分子やイオン液体が電極界面でどのような挙動をとっているかについては十分な知見が存在しなかった。本研究はより高性能な電極触媒材料を開発するための設計指針を提供するものである。