目次
 
第1章 序 論…………………………………………………………………………………… 1
  1-1 はじめに ……………………………………………………………………………… 1
  1-2 二酸化炭素の電気化学還元 ………………………………………………………… 1
  1-3 半導体電極における二酸化炭素の電気化学還元 ………………………………… 4
  1-4 最近の研究動向 ……………………………………………………………………… 6
  1-5 太陽電池と透明導電膜 ……………………………………………………………… 7
  1-6 本研究の目的と展開 ………………………………………………………………… 9
 
第2章 試料調整及び実験方法 ……………………………………………………………… 12
  2-1 Co2の電気化学還元実験方法 ……………………………………………………… 12
  2-2 電極材料……………………………………………………………………………… 15
    2-2-1 SnO2薄膜電極………………………………………………………………… 15
    2-2-2 TiO2電極……………………………………………………………………… 17
    2-2-3 金属電極……………………………………………………………………… 17
  2-3 電極の表面分析……………………………………………………………………… 17
 
第3章 金属酸化物電極における二酸化炭素の電気化学還元 …………………………… 19
  3-1 はじめに……………………………………………………………………………… 19
  3-2 SnO2とTiO2電極におけるCO2の電気化学還元特性………………………………… 20
  3-3 電極表面の測色評価………………………………………………………………… 23
  3-4 XPSによる電極の評価 ……………………………………………………………… 25
  3-5 SnO2膜におけるCO2の還元過程 …………………………………………………… 30
  3-6 SnO2膜の電極安定性………………………………………………………………… 32
  3-7 まとめ………………………………………………………………………………… 36
 
第4章 過渡電流による二酸化炭素還元メカニズムの検討 ……………………………… 38
  4-1 はじめに……………………………………………………………………………… 38
  4-2 ポテンシャルスイープ法…………………………………………………………… 39
  4-3 ポテンシャルステップ法…………………………………………………………… 41
  4-4 電極反応メカニズム………………………………………………………………… 46
  4-5 反応速度方程式……………………………………………………………………… 49
  4-6 まとめ………………………………………………………………………………… 52
 
第5章 Cu電極における二酸化炭素のパルス電解と評価 ………………………………… 53
  5-1 はじめに……………………………………………………………………………… 53
  5-2 パルス電位と時間の設定…………………………………………………………… 53
  5-3 長時間パルス電解…………………………………………………………………… 55
  5-4 電極の表面分析……………………………………………………………………… 59
  5-5 Cu電極におけるパルス電解の有効性……………………………………………… 63
  5-6 まとめ………………………………………………………………………………… 64
 
第6章 Cu電極におけるパルス電解による反応生成物の選択化 ………………………… 65
  6-1 はじめに……………………………………………………………………………… 65
  6-2 バイアスの最適化…………………………………………………………………… 65
  6-3 セル温度の最適化…………………………………………………………………… 71
  6-4 パルス電解の反応メカニズム……………………………………………………… 71
  6-5 まとめ………………………………………………………………………………… 73
 
第7章 Ag電極におけるパルス電解による炭化水素の合成 ……………………………… 74
  7-1 はじめに……………………………………………………………………………… 74
  7-2 定電位電解とパルス電解の比較…………………………………………………… 76
  7-3 パルス電解による炭化水素の安定生成…………………………………………… 81
  7-4 Ag電極上でのパルス電解反応過程………………………………………………… 84
  7-5 まとめ………………………………………………………………………………… 89
 
第8章 結 論 ………………………………………………………………………………… 90
謝 辞 …………………………………………………………………………………………… 92
参考文献 ………………………………………………………………………………………… 93