51探花

【本学研究者情报】

〇大学院理学研究科物理学専攻　教授　若林裕助

【発表のポイント】

• 水の电気分解において、电极触媒^（注1）表面でどのようなプロセスで化学反応が进行するかを知るために必要な表面の原子配置を、放射光を利用して観察しました。
• 今回研究したコバルト酸化物では、高机能触媒と类似の构造が电気化学环境下で自発的に形成され、それに伴い触媒活性も変化することを発见しました。
• 再生可能エネルギーの贮蔵を无駄なく行うために必要な触媒の开発に、原子スケールの构造情报が利用できるようになります。

【概要】

不安定な太阳光発电や风力発电で得られる再生可能エネルギーを安定的に活用するため、水を电気分解して水素ガスの形でエネルギーを贮蔵する、いわゆるグリーン水素の技术が颁翱₂排出削减に有効です。そのため、高効率に水の电気分解を起こす电极触媒が広く研究されています。

東北大学大学院 理学研究科の若林 裕助 教授 を中心とした研究グループは、神戸大学大学院 工学研究科の宮崎晃平 教授らと共同で、水の電気分解が生じる電極と電解液の界面の原子配置が、時間とともに変化していく様子を、放射光を用いた界面構造解析で明らかにしました。貴金属を含まない代表的な酸化物電極触媒材料であるペロブスカイト型コバルト酸化物La_0.6Sr_0.4CoO₃薄膜の构造を详细に调べ、电気化学环境下にしばらく保持する事で、図1左から右の表面构造の変化が生じていることがわかりました。自発的に形成されたこの表面构造は、非常に高効率なコバルト-鉄酸化物电极触媒表面で提案されている构造と类似しています。固液界面での物质移动の様子を捉え、その性质が构造とどう対応しているかをより精细に知ることができるようになりました。

本研究成果は2025年10月3日に米国化学会の学術誌ACS Applied Materials & Interfacesにオンライン掲載されました。

図1. (左)真空中での La_0.6Sr_0.4CoO₃薄膜の表面构造。颁辞翱₆八面体が顶点共有した构造である。図の下侧が电极内部，上侧が外部である。(右)电気化学环境下でしばらく保持した后の表面构造。図の上部に辺共有の构造が形成されている。

【用语解説】

注1. 電極触媒：電気分解では電極が必要であるが、その電極の表面が触媒として働き、電気分解に必要な電位を下げられる場合、そのような材料を電極触媒と呼ぶ。

【论文情报】

タイトル：Surface Structure Modulation of La_0.6Sr_0.4CoO₃ Films on SrTiO₃ (001) Substrate under Electrochemical Conditions
著者：Atsuro Fujisawa, Xuhui Xu, Yuta Ishii, Hidekazu Shimotani, Yuta Inoue, Yuto Miyahara, Kohei Miyazaki, and Yusuke Wakabayashi*
*责任着者　东北大学大学院理学研究科物理学専攻　教授　若林裕助
掲載誌：ACS Applied Materials & Interfaces
顿翱滨：

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学大学院理学研究科物理学専攻
教授　若林　裕助（わかばやし　ゆうすけ）
罢贰尝：022-795-7750
贰尘补颈濒：飞补办补产补测补蝉丑颈*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

（报道に関すること）
东北大学大学院理学研究科
広报?アウトリーチ支援室
罢贰尝：022-795-6708
贰尘补颈濒：蝉肠颈-辫谤*尘补颈濒.蝉肠颈.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）