よりクリーンで効率的な水素製造に向けて(Moving toward cleaner, more efficient hydrogen production)

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2022-04-06 アルゴンヌ国立研究所(ANL)

・研究者たちは、クリーンな水素製造プロセスを大幅に改善し、コスト効率を高めることができる触媒を設計する新しい方法を発見しました。
・オレゴン州立大学(OSU)を中心とする研究チームは、現在市販されている触媒を用いるよりもはるかに高い効率と低いコストで、水素をクリーンに製造できることを明らかにした。この新しい発見は、クリーンな水素製造プロセスの効率を大幅に向上させる触媒の設計方法について述べたもので、Science Advances誌およびJACS Au誌に掲載されました。
・論文の共著者には、テキサス大学、北京大学、太平洋北西国立研究所、北西大学、中国南部工科大学、ケンブリッジ大学、カリフォルニア大学、バークレー校、シンガポールの南洋理工大学の科学者が含まれます。
・このリリースのバージョンは、もともとオレゴン州立大学によって投稿されました。

<関連情報>

ハニカム状水分解触媒を目指したペロブスカイトの格子サイト依存的な金属溶出挙動 Lattice site–dependent metal leaching in perovskites toward a honeycomb-like water oxidation catalyst

YUBO CHEN ,YUANMIAO SUN,MAOYU WANGJINGXIAN WANG,HAIYAN LI,SHIBO XI,CHAO WEI,PINXIAN XI ,GEORGE E. STERBINSKYJOHN W. FREELAND,ADRIAN C. FISHER,JOEL W. AGERIII,ZHENXING FENG  AND ZHICHUAN J. XU
ScienceAdvances Published:10 Dec 2021
DOI: 10.1126/sciadv.abk1788

Abstract

Metal leaching during water oxidation has been typically observed in conjunction with surface reconstruction on perovskite oxide catalysts, but the role of metal leaching at each geometric site has not been distinguished. Here, we manipulate the occurrence and process of surface reconstruction in two model ABO3 perovskites, i.e., SrSc0.5Ir0.5O3 and SrCo0.5Ir0.5O3, which allow us to evaluate the structure and activity evolution step by step. The occurrence and order of leaching of Sr (A-site) and Sc/Co (B-site) were controlled by tailoring the thermodynamic stability of B-site. Sr leaching from A-site mainly generates more electrochemical surface area for the reaction, and additional leaching of Sc/Co from B-site triggers the formation of a honeycomb-like IrOxHy phase with a notable increase in intrinsic activity. A thorough surface reconstruction with dual-site metal leaching induces an activity improvement by approximately two orders of magnitude, which makes the reconstructed SrCo0.5Ir0.5O3 among the best for water oxidation in acid.

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0505化学装置及び設備
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