First principle studies on C-C bond formations in electrochemical CO2 reduction reactions


 

Authors:Kazuhide Kamiya

Affiliation:Research Center for Solar Energy Chemistry, Graduate School of Engineering, Osaka University

Abstract:CO2電解による有価物質生成におけるキープロセスであるC-C結合生成反応は銅系触媒のみが高い活性を有する。本課題では第一原子分子動力学を用いて、この銅系触媒のC-C結合生成に関する作動原理の解明を目指した。金属銅上では中間体COの吸着エネルギーが適度な値を有することで、CO二量化反応とそれに続くプロトン移動反応の活性化エネルギーが小さく抑えられていたことが明らかになった。
 

論文掲載,発表実績:
(Journal paper)

  • Liu, T.; Ohashi, K.; Nagita, K.; Harada, T.; Nakanishi, S.; Kamiya, K. "A Tin Oxide-Coated Copper Foam Hybridized with a Gas Diffusion Electrode for Efficient CO(2) Reduction to Formate with a Current Density Exceeding 1 A cm(-2)" Small Vol.18, No.50, December. 2022.
  • Shintaro Kato, Takuya Hashimoto, Kazuyuki Iwase, Takashi Harada, Shuji Nakanishi, Kazuhide Kamiya, "Selective and high-rate CO2 electroreduction by metal-doped covalent triazine frameworks: a computational and experimental hybrid approach", Chemical Science, Vol.14, pp. 613-620, Dec. 2022.

 

(Domestic conference/wokrshop)

  • 大橋圭太郎, 原田隆史, 中西周次, 神谷和秀 "Electrocatalytic reduction of carbon monoxide to multicarbon products on copper-single atom catalysts" 日本化学会第103回春季年会, 東京理科大学野田キャンパス, Mar 2023.
  • 名木田海都, 濱本 雄治, 神谷 和秀, 中西 周次, 森川 良忠, "Cu100面におけるCO水素化反応とO2還元反応の競合反応に対する理論的研究", 2022年 電気化学秋季大会,神奈川大学 みなとみらいキャンパス, Sep. 2022.
  • 山本泰暉, 栗原諒, 原田隆史, 中西周次, 神谷和秀, "金属銅電極上でのCO2電解におけるCO二量化反応の第一原理分子動力学解析", 2022年 電気化学秋季大会,神奈川大学 みなとみらいキャンパス, Sep. 2022.

 

(Etc)

  • 修士1名の取得に利用

 




Posted : March 01,2023