MMIJ Annual Meeting 2024

Presentation information (2024/02/02 Ver.)

Special session

3/18AM (Special session) Interdisciplinary fusion of materials and resource circulation research

Mon. Mar 18, 2024 9:00 AM - 11:45 AM Room-3 (Fl.3.,Build. 6. 632)

Chairperson: Harumasa Kurokawa (Tokyo University), Koji Yasuda (Kyoto University)

(Presentation: 25 minutes allotted for lecture and 10 minutes for Q&A out of 35 minutes per presentation)

10:35 AM - 11:10 AM

[2K0301-04-03] Highly Active Oxygen Evolution Electrodes and Challenges for their Industrial Applications

○Shunsuke Yagi1 (1. The University of Tokyo)

Chairperson: Koji Yasuda (Kyoto University)

Keywords:Oxygen evolution reaction, Electrochemical catalyst, Electrowinning, Overpotential, Energy

燃料電池や金属空気電池などのエネルギーデバイスの高性能化や、水素製造のための水の電気分解、各種電解プロセスの高効率化のため、様々な金属、金属酸化物、金属硫化物粉末を電極触媒として利用する研究が盛んに行われている。講演者はその中でも特に、金属空気電池や水の電気分解、亜鉛の電解採取プロセスなどに関わる酸素の電気化学反応に注目し、安定性と高活性を兼ね備えた触媒を得るための研究を、国内の研究者と協力して進めている。酸素発生反応(Oxygen evolution reaction: OER)の過電圧は非常に大きく、莫大なエネルギー損失や副反応の進行や電極の消耗の原因となっており、過電圧低減のためにRuO2やIrO2などの高活性な貴金属酸化物触媒が用いられているが、貴金属は高価であるため、資源的な制約が少なく安価な元素からなる代替触媒の開発が強く求められている。本講演では、OERに対して高活性を有する物質の条件に関して、国内外におけるこれまでの研究と講演者が新たに得た知見を紹介するとともに、開発した高活性触媒を実産業プロセスへと応用する際の課題について議論を行う予定である。

To improve the performance of energy devices such as fuel cells and metal-air batteries, and the efficiency of water electrolysis for hydrogen production and various electrolysis processes, research on the use of various metal, metal oxide, and metal sulfide powders as electrocatalysts has been active. The speaker is particularly interested in the electrochemical reaction of oxygen involved in metal-air batteries, water electrolysis, and zinc electrowinning processes etc., and are collaborating with researchers in Japan to obtain stable and highly active catalysts. The overpotential in the oxygen evolution reaction (OER) is very high, causing enormous energy loss, progression of side reactions, and electrode depletion. Precious metal oxide catalysts such as RuO2 and IrO2 are used to reduce the overpotential. However, precious metals are expensive, so there is a strong need to develop alternative catalysts made of inexpensive elements with fewer resource constraints. In this presentation, the speaker will introduce the past research in Japan and abroad and new findings on the factors of materials with high activity for OER and discuss the challenges in applying the developed highly active catalysts to real industrial processes.

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