・電極/電解液界面にフォーカス。

・界面設計はどうするか？　オペランド解析でわかることは？

二次電池・燃料電池・電解合成反応の

電極界面設計とオペランド解析技術

【提携セミナー】

主催：株式会社情報機構

電気化学反応は、エネルギー貯蔵・エネルギー変換・電解材料合成など幅広い分野で我々の生活を支えています。これらの反応は全て、固体の電極材料と液体の電解液材料の境界「電極/電解液界面」にて進行しており、その理解が反応特性のさらなる向上に不可欠です。

本セミナーでは二次電池反応（リチウムイオン電池反応）、燃料電池反応、電解反応（酸素発生反応や二酸化炭素還元反応）を題材とし、その特性に電極界面設計が与える影響を解説します。さらに、電極界面設計に必須となる、電極界面の描像を理解するためのオペランド界面解析手法について、実際に得られたデータを参照しながら詳述します。

◆受講後、習得できること

• 電極界面の設計方法、考え方・具体手法
• 各種電極界面の解析・評価方法
• 電極界面の能動制御に向けたオペランド解析技術の現状と今後　等

◆受講対象者

• 二次電池、燃料電池、電解デバイス等の研究開発者
• カーボンニュートラルに資する次世代反応（二酸化炭素資源化・窒素資源化など）の先端材料開発に携わる方
• 電極/電解液界面を含む固/液界面の評価・解析・設計を行っている方
• 赤外オペランド計測を基礎から学びたい方、ラボ導入を検討中の方　等

担当講師

大阪大学 産業科学研究所
エネルギー・環境材料研究分野　准教授 博士（工学） 片山 祐 先生

2013年3月 京都大学工学部 卒業
2015年3月 京都大学工学研究科 修士課程修了
2016年4月 日本学術振興会特別研究員（DC2）
2016年4月 – 2017年9月 マサチューセッツ工科大学, 訪問研究員
2017年9月 京都大学工学研究科 博士（工学） 短縮修了（江口浩一教授）
2017年10月 – 2017年12月 マサチューセッツ工科大学, 博士研究員
2018年10月 – 2018年11月 デンマーク工科大学, 物理学科, 訪問研究員
2018年1月 – 2022年2月 山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教
2022年9月 – 2022年10月 インペリアルカレッジロンドン, 訪問研究員
2022年3月 – 現職

セミナープログラム（予定）

1. 電気化学反応でなぜ界面が重要なのか？界面をどう見るか？
1.1 電気化学反応の基礎
1.2 これまでの電極触媒材料開発：電極材料の設計
1.3 これからの電極触媒材料開発：電極?電解液を統合した界面設計
1.4 界面オペランド解析の基礎
1.4.1 測定手法の原理：何ができて、何ができないのか？
1.4.2 測定する際のポイント
1.4.3 測定データの解釈

2. 界面オペランド解析の基礎
2.1 界面オペランド解析手法の概説：界面解析×オペランド測定の難しさ
2.2 測定手法の原理：何ができて、何ができないのか？
2.3 測定する際のポイント
2.4 測定データの解釈

3. リチウムイオン電池における界面設計
3.1 リチウムイオン電池反応の現状と課題
3.2 ex situ界面解析でわかること
3.3 オペランド界面解析でわかること
3.4 界面解析に基づく電極表面設計の成功例

4. 燃料電池反応・水電解反応における界面設計
4.1 燃料電池反応・水電解反応の現状と課題
4.2 水素極（水素酸化/水素発生反応）のオペランド界面解析
4.3 酸素極（酸素発生/酸素還元反応）のオペランド界面解析
4.3.1 理論と実験の協奏による反応メカニズム解析
4.3.2 反応メカニズム解析に基づく触媒材料最適化の成功例
4.3.3 反応メカニズム解析に基づく電解液最適化の成功例
4.4 新しい触媒活性向上手法：水の構造制御

5. 二酸化炭素資源化反応における界面設計
5.1 二酸化炭素資源化反応（二酸化炭素還元反応）の現状と課題
5.2 オペランド界面解析による反応メカニズム解明
5.3 メカニズム的観点でみる電極材料による反応生成物の違い
5.4 電解液材料による反応メカニズム・反応生成物への影響

6. アンモニア電解合成における界面設計
6.1 アンモニア電解合成（窒素還元反応）の現状と課題
6.2 最新の知見：電解液設計の重要性

7. 電極-電解液の統合設計に向けた将来展望

＜質疑応答＞

※口頭で質問したい方へは、その際にマイク使用を許可します。
※「Q＆A」への投稿も、遠慮なくお願いします。

公開セミナーの次回開催予定

開催日

未定

開催場所

未定

受講料

未定

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備考

※配布資料等について

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  （土、日、祝日は営業日としてカウント致しません。）
• セミナー資料の再配布は対応できかねます。必ず期限内にダウンロードください。

●当日、可能な範囲でご質問にお答えします。（全ての質問にお答えできない可能性もございます。何卒ご了承ください。）
●本講座で使用する資料や配信動画は著作物であり、無断での録音・録画・複写・転載・配布・上映・販売などは禁止致します。

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