【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT0365
利用課題名 / Title
高効率、高選択なエネルギー変換を実現する電極触媒の開発
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
エネルギー貯蔵/ Energy storage,イオンミリング/ Ion milling
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
小畑 圭亮
所属名 / Affiliation
東京大学 大学院工学系研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
小宮 大輝
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
導電基板上に積層する電極触媒の構造を高度にコントロールすることで、反応過電圧の低減、反応選択性の向上、高耐久化を実現する可能性がある。本研究では、水素生成用の電極触媒や半導体光触媒粉末にリン酸カルシウムの層を積層することで、水素生成活性を損なうことなく、酸素存在下でも選択的に水素を生成できることを見出した。
実験 / Experimental
リン酸カルシウムの層はリン酸イオン、カルシウムイオンを含む前駆体溶液から光触媒上には光電析で、電極上には電解還元析出で形成した。リン酸カルシウムを積層した電極はクロスセクションポリッシャー(JEOL SM-09010JEOL SM-09020)で断面を得て、FE－SEMの反射電子像にて観察した。作製した光触媒や電極を用いて、水からの水素生成反応を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
作製した電極断面の反射電子像を観察すると、導電性の電極基板(白い領域)上に多孔質な層が形成していることが分かった。この厚みは例えば、20分の積層工程を行った場合には、0.5～1 μm程度であり（図）、積層時間により厚みが異なった。この電極を用いて、酸素共存下で水素生成を行うと、被覆無しの場合と比べて、酸素還元を抑制し、選択的な水素生成が可能であることが分かった。形成した層が、電極触媒への酸素の拡散を抑制している可能性が示唆される。また、この積層構造は光触媒による水素生成にも適用可能であることを確認している。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図. CP研磨した電極の反射電子像
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件