【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.16】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24HK0103
利用課題名 / Title
炭素ー錯体分子複合体電気化学触媒の電子状態観察
利用した実施機関 / Support Institute
北海道大学 / Hokkaido Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
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）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）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
キーワード / Keywords
電極材料/ Electrode material,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,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)
藪 浩
所属名 / Affiliation
東北大学 材料科学高等研究所、AZUL Energy(株)
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
森有子,平井直美,山崎郁乃,松尾保孝
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
HK-403：集束イオンビーム加工装置
HK-404：超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡
HK-408：大気中紫外光電子分光装置
HK-402：走査型透過電子顕微鏡
HK-401：収差補正走査型透過電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
電気化学触媒として期待される金属錯体を炭素に担持した触媒系において、様々な材料について研究がおこなわれている。今回は炭素系材料に対して新たに開発した触媒分子が吸着した系に関して、その電子状態をSTEMやUPS等に依って明らかにすることを目的とした。
実験 / Experimental
東北大で金属錯体を合成し、それをカーボンブラック（CB）に担持した触媒を調整した。それらのサンプルを東北大において紫外-可視吸収スペクトルを取得し、北海道大においてSTEMによる構造観察、元素分析、およびUPSによるイオン化ポテンシャルの同定を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
STEM観察により、炭素上に金属錯体触媒が分子状に担持されていることが明らかとなった。また、UPS測定により、結晶状態サンプルと炭素上に担持したサンプルでそのエネルギー状態が異なることが明らかとなった。結晶状態サンプルのUPSおよびUV-Visスペクトル測定により、イオン化ポテンシャルからHOMOレベルを、UV-Visスペクトルの吸収端からバンドギャップを測定し、LUMOレベルを推定したところ、有機半導体としての金属錯体のエネルギー状態が明らかとなり、分子構造により、HOMO-LUMOレベルが異なることが明らかとなった。これらの金属錯体が有機薄膜太陽電池のドナー材料やペロブスカイト太陽電池のホール輸送層への展開が期待できることが明らかとなった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
異なる金属錯体結晶のエネルギー状態
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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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Tengyi Liu, Surface Charge Transfer Enhanced Cobalt‐Phthalocyanine Crystals for Efficient CO2‐to‐CO Electroreduction with Large Current Density Exceeding 1000 mA cm−2, Advanced Science, , (2025).
DOI: 10.1002/advs.202501459
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