バイオマス由来メタルフリーカーボン触媒の酸性酸素還元反応における電子活性化と細孔連結性の役割を明らかにした論文がChemElectroChemに掲載されました。
本研究では、もみ殻由来カーボン触媒について、酸化処理、アンモニア熱処理およびKOH賦活による構造・電子状態の変化を解析しました。その結果、酸素還元反応の開始電位は主として欠陥由来のpz/π電子状態と関連する一方、物質移動の影響を受ける領域の反応特性は、階層的な細孔のアクセス性および三次元的な連結性と関連することを明らかにしました。
さらに、マルチスケールX線トモグラフィーにより、最適化した触媒内部にマクロスケールからサブマイクロメートルスケールまで連続する細孔経路を可視化しました。本成果は、酸性酸素還元反応において、電子状態による触媒活性化と細孔ネットワークによる物質輸送を分けて考慮する必要性を示すものです。
高エネルギー加速器研究機構 城戸大貴助教らとの共同研究の成果です。