Nanoparticle modified oxide as model air electrode for oxygen reduction site

モデルカソードとしてのナノ粒子修飾酸化物における酸素還元サイトの解明

Global warming and climate change induce serious problems in the earth’s life due to the usage of fossil fuels. These life-threatening problems must be solved by replacing fossil fuels to hydrogen, which has an important role to develop a clean, efficient, and environmental-friendly energy society. For green hydrogen production, high-temperature steam electrolysis (HTSE) is expecting to be used through Solid Oxide Electrolysis Cells (SOECs), which is reverse reaction of Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs), electrochemical energy-conversion devices that convert chemical energy directly to electrical energy with high efficiency and low pollution. This hybrid energy system requires highly active electrode for ORR/OER to produce hydrogen and electricity efficiently. Therefore, I study to understand active sites for ORR and OER design oxygen dissociation and association reaction. By doing so, it can decrease IR loss and overpotential to boost cell performance as well as improve the reversibility and durability of the single cell.

化石燃料の使用に起因する地球温暖化と気候変動は、地球上の生命に深刻な問題を引き起こしている。これらの問題を解決するには、化石燃料を水素へ置き換えることが不可欠であり、水素はクリーンで高効率かつ環境に優しいエネルギー社会の構築において重要な役割を担う。グリーン水素の製造においては、化学エネルギーを高効率かつ低汚染で直接電気エネルギーに変換する固体酸化物形燃料電池（SOFC）の逆反応にあたる固体酸化物形電解セル（SOEC）を用いた高温水蒸気電解（HTSE）の活用が期待されている。このハイブリッドエネルギーシステムでは、水素と電力を効率的に生成するために酸素還元反応（ORR）および酸素発生反応（OER）に対して高い活性を示す電極が求められる。そこで本研究では、ORRおよびOERの活性サイトを解明し、酸素の解離・会合反応の設計を行う。これにより、IR損失と過電圧を低減してセル性能を向上させるとともに、単セルの可逆性と耐久性の改善を目指す。

Claudeによる翻訳