【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.30】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23KT1089
利用課題名 / Title
水電解触媒の高性能化に向けた構造解析
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto 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
形状・形態観察,分析,水素製造,触媒,電子顕微鏡/ Electronic microscope,質量分析/ Mass spectrometry,X線回折/ X-ray diffraction
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)
内山 智貴
所属名 / Affiliation
京都大学 大学院人間・環境学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
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
KT-302：分析走査電子顕微鏡
KT-310：X線回折装置
KT-112：ICP質量分析装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
水素は貯蔵、輸送に適し、環境負荷が小さいエネルギー源であるため、燃料電池など水素をエネルギーキャリアに用いた水素エネルギーシステムに関心が集まっています。現在、水素は主に化石燃料の水蒸気改質、食塩電解工業の副生ガスなどにより製造されていますが、地球環境保護・保全の観点から、ソーラーパネル、風力等の再生可能エネルギーを動力源に用いた水電解による大規模な水素製造（Power-to-Gas）の重要性が増してきています。
大規模な水素製造を行う場合、貴金属を電極に用いる固体高分子型水電解やNi等の遷移金属酸化物を利用できるアルカリ水電解が知られていますが、アノードにおける酸素過電圧及びカソードにおける水素過電圧が依然として大きく、電極触媒材料の設計が非常に重要とされています。
本研究では触媒の原子配列と表面構造を解析し、その触媒特性との相関を検証することで触媒の高性能化を目指しています。
実験 / Experimental
分析走査電子顕微鏡：試料をカーボンテープに塗布し、測定槽に導入した。X線回折測定：試料粉末はガラス板に固定し、Cu Ka線を使って、θ―２θ法により２θ＝５～９０°のデータを収集した。ICP質量分析装置:試料は硝酸に溶解し、最終的に2%の硝酸がベースとして含まれるように調製した。
結果と考察 / Results and Discussion
分析走査電子顕微鏡によってLi(Ni,Fe)O2粒子の形態観察を行ったところ、粒子は100-200 nmを有していた。EDXにより組成を分析したところNi,Feは、仕込み組成とほぼ同じであったが、Liが欠損する傾向にあった。加えて、ICP質量分析装置により試料組成を決定したところ、EDXの結果と同じ結論を得た。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
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