CO2還元触媒、その周辺技術の設計と評価

第1部 CO2還元触媒の構造と電気化学特性の関係

(2024年7月16日 10:30〜12:00)

　走査型プローブ顕微鏡の中でも電気化学イメージングに特化した走査型電気化学顕微鏡、走査型インコンダクタンス顕微鏡、走査型電気化学セル顕微鏡について、計測原理と触媒材料の評価について応用研究を紹介する。

1. 走査型プローブ顕微鏡 (SPM)
   1. SPMの計測原理
   2. 走査型トンネル顕微鏡
   3. 原子間力顕微鏡
2. 走査型電気化学顕微鏡 (SECM)
   1. SECMの計測原理
   2. 微小電気化学計測の特徴
   3. プローブの作製
   4. SECMによるイメージング
3. 走査型イオンコンダクタンス顕微鏡 (SICM)
   1. SICMの計測原理
   2. ガラスナノピペットを用いた計測の特徴
   3. プローブの作製
   4. SICMによるイメージング
4. 走査型電気化学セル顕微鏡 (SECCM)
   1. SECCMの計測原理
   2. 微小電気化学セルを用いた計測の特徴
   3. プローブの作製
   4. SECCMによるイメージング
• 質疑応答

第2部 CO2電解系を構成する種々の要素技術の最近の研究動向

(2024年7月16日 13:00〜14:30)

　CO2電解系はスケールの異なる様々な要素技術の重ね合わせによって、活性が決まる。本講演では触媒、電極、電解質、電解槽の最新の研究動向について紹介する。

1. はじめに
2. CO2の各種資源化技術
   1. 熱反応
   2. 高温での固体酸化物電解質型CO2電解還元
   3. 常温でのCO2電解還元
3. CO2電解の各種要素技術
   1. CO2電解の各種要素技術の概要
   2. 電極触媒材料
      1. 単原子電極触媒
      2. 非銅系電極触媒
      3. 銅系電極触媒
   3. ガス拡散電極
   4. 電解槽
      1. H型セル
      2. フローセル
      3. 膜 – 電極接合型セル
4. おわりに
• 質疑応答

第3部 ナノカーボン光触媒によるCO2の選択的還元

(2024年7月16日 14:45〜16:15)

　本講演では、まずCO2の再資源化に向けた光触媒技術開発の意義と位置づけについて述べ、CO2分解光触媒を理解するために必要となる半導体材料の基礎知識 (電子構造、接合・界面、光物性) について解説する。その後CO2分解光触媒の利用方法 (装置構成) や活性評価法について説明し、高活性な光触媒活性を実現するための材料設計の考え方について、最近の研究例を交えながら紹介する。また、講演者が行っているナノカーボンを利用した光触媒の高機能化に関する研究事例についても紹介する。最後に現状のCO2分解光触媒技術の課題と今後の展望について述べる。

1. 研究背景
   1. CO2再資源化の意義
   2. CO2分解光触媒の特徴 (電気分解との比較)
2. 光触媒技術の基礎
   1. 太陽光スペクトルの定量的な理解
   2. 半導体光触媒の基礎
   3. CO2分解光触媒の評価法
3. 事例紹介
   1. CO2分解光触媒の研究動向 (材料設計にあたっての考え方)
   2. カーボンナノチューブの基礎
   3. カーボンナノチューブ利用によるCO2分解光触媒の高活性化
4. 課題と今後の展望
5. まとめ
• 質疑応答