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北海道教育大学教育学部札幌校理科教育講座化学教室

物理化学研究室 研究内容の概要


白金表面への二酸化炭素の還元吸着に対する表面原子配列の影響

 金属単結晶表面での反応は超高真空系では活発に研究されていましたが、金属/溶液界面では1980年代になって初めてフランスのJ.Clavilierが金属単結晶電極の実験室での製法と電解室への導入法を確立し、超高真空系に劣らない(否,それに優る)清浄表面で実験ができるようになりました(研究紹介1 図1参照)。

 私たちは、この手法を使って金属単結晶電極上の種々の吸着現象について調べてきました。たとえば、白金単結晶電極上に吸着した水素によりCO2が還元されて吸着COが生成する反応は極めて電極表面構造に敏感であり、その活性はPt(110)-(1x2) > Pt(100) >> Pt(111) の順であることを明らかにしました。同じ白金電極でもPt(111)には、活性がほとんどなかったのです(図1)。一方、COガスから直接電極表面にCOを吸着させた場合、CO被覆率には電極表面構造依存性は見られずほぼ満員吸着(被覆率1)でした。

貴金属電極表面での二酸化炭素還元吸着種の in-situ 赤外分光法による観測

   また、我々は、CO2電解中の電極表面に赤外光をあて電極表面に生成してくる物質のその場観測を白金およびパラジウム電極に関して行い、ともに吸着COが生成していることも明らかにしています。

図1


共同研究グループ(北海道大学触媒化学研究センター 荒又研究室)のページへ
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