2009 Fiscal Year Annual Research Report
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19760514
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| Research Institution | Tohoku Institute of Technology |
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Principal Investigator |
加藤 善大 Tohoku Institute of Technology, 工学部, 准教授 (40398491)
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| Keywords | 電極活物質 / 海水電解 / 酸素発生 / 再生可能エネルギー / CO_2リサイクル |
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| Research Abstract |
申請者が提案している『グローバル二酸化炭素リサイクル』の実現のためには、水素製造のさいの海水電解に酸素発生陽極の酸素発生過電圧の低減およびこの電極の中間層に用いるイリジウム(Ir)の低減はとても重要である。
これまでの研究により、スズおよびアンチモンをIrO_2に加えたSn_<1-x-y>Ir_xSb_yO_<2+0.5y>中間層とすることによって、中間層のイリジウム量をこれまでの70分の1以下におさえても、SnO_2の添加により長寿命の優れたMn_<1-x'-y'>Mo_x'Sn_y'O_<2+x'>複酸化物電極を作製し得ることが明らかとなった。また、アンチモンを含まないSn_<1-x>Ir_xO_2中間層においても、Ir^<4+>を含むことによって十分に電子伝導性が保証され、Sn_<1-x-y>Ir_xSb_yO_<2+0.5y>中間層と同等の酸素発生に対する活性および耐久性を有する可能性があると考えられる。
本年度は、H_2IrCl_6・H_2O、SnCl_4・5H_2Oを用い、[Ir^<4+>]+[Sn^<4+>]=0.1M,[Ir^<4+>]=0.005-0.1Mの条件の種々のIr^<4+>濃度を有するブタノール溶液を用いてSn_<1-x>Ir_xO_2中間層を形成し、0.5MNaCl電解における酸素発生陽極の性能をMn_<1-x'-y'>Mo_x'Sn_y'O_<2+x'>複酸化物を電極活物質とする電極を作製して調べた。
60%Sn-40%Irからなる溶液を用いて作製した薄いSn_<1-x>Ir_xO_2中間層を備えた電極が70倍以上にイリジウムを使用した厚い100%イリジウム中間層の電極に匹敵する寿命を備えていることがわかった。したがって、酸化スズ主体の中間層は陽極として使用中に基板であるチタンの酸化防止能力が酸化イリジウムよりきわめて高いことが明らかになった。また、電極劣化の要因をアノード分極曲線および表面観察により検討した結果、不均一なチタンの酸化による電極の剥離が原因であると推察された。
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