【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.11】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NU0101
利用課題名 / Title
電解用非貴金属系バイファンクショナル触媒の電子顕微鏡解析
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
電極材料/ Electrode material,ナノ粒子/ Nanoparticles,ナノ多孔体/ Nanoporuous material,電子顕微鏡/ Electronic microscope
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
佐藤 勝俊
所属名 / Affiliation
名古屋大学 大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters in the Hub and Spoke Institutes
山本悠太
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）,機器利用/Equipment Utilization
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
プラスチックは人類の生活にとって極めて重要な役割を果たしているが，近年，これを原因とした環境リスクも高まっている．このためプラスチックのアップサイクル手法の確立に期待が高まっている．PETは汎用的なポリエステル系プラスチックであり，加水分解により水溶性エチレングリコール（EG）に変化する．更にこのEGは種々の高付加価値の化学品への転換が可能である．このため，種々の方法によるアップサイクルが検討されているが，特に再生可能エネルギーを利用した電気化学的酸化反応（EGOR）によるアップサイクルが注目されている．EGOR用の電極触媒としては遷移金属，酸化物等が主に検討されてきたが，本研究では電析法を利用した高性能なニッケル系触媒っを調製し，その構造を電子顕微鏡による高分解能観察によって明らかにすることを試みた．
実験 / Experimental
触媒はニッケルフォーム上の酸化ニッケル層を塩酸溶液で除去した後，，0.1 MのNiCl2を含む2.0 M NH4Cl溶液中で電着操作を行うことで調製した．試料の観察にはEDS検出器を備えた走査透過型電子顕微鏡装置(JEM-2100F/HK，JEOL)を用いた．
結果と考察 / Results and Discussion
調製した触媒のTEM観察を実施した．調製した触媒の表面には、数十～数百nmのNiナノ粒子が凝集している様子が観察された（Fig. 1a）．HRTEM像で観察された格子縞の間隔は0.203 nmであり，これは金属Ni相の (111) 面に起因するものであることがわかった（Fig. 1b）．EDS元素マッピング像からはNiとO元素が電極触媒全体に均一に分布していることが確認された（Fig. 1c-e）．さらに，制限視野電子線回折のパターンは金属Niの (111)，(200)，(220)，(222) 面に由来するDebye-Scherrerリングのパターンを示しており（Fig. 1f），調製したNi電極触媒は多結晶性を有していることが明らかになった．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1. 電析法によって調製したNi系電極触媒のTEM観察・分析の結果．
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本課題の実施にあたっては名古屋大学超高圧電子顕微鏡施設の山本悠太技師に多大なご協力を頂いた．記して感謝申し上げる．
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Xin Li, Efficient metallic Ni as a bifunctional electrocatalyst for integrating continuous PET plastic upcycling with hydrogen production, Applied Catalysis B: Environment and Energy, 371, 125211(2025).
DOI: https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.125211
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件