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J-GLOBAL ID：201902226657610700   整理番号：19A1626375

結合解離エネルギーを用いた黒鉛カソードでのH2O2生成の実現可能性の決定:単純及び窒素ドープ陰極の比較【JST・京大機械翻訳】

Determining the feasibility of H₂O₂ production at a graphite cathode using bond dissociation energy: comparing simple and nitrogen doped cathodes

著者 (6件)： Asghar Anam (Department of Chemical Engineering, School of Engineering, University of Mississippi, Oxford, MS, USA) ,  Asghar Anam (Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Malaya, Kuala Lumpur, Malaysia) ,  Raman Abdul Aziz Abdul (Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Malaya, Kuala Lumpur, Malaysia) ,  Daud Wan Mohd Ashri Wan (Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Malaya, Kuala Lumpur, Malaysia) ,  Ramalingam Anantharaj (Department of Chemical Engineering, SSN College of Engineering, Chennai, Tamil Nadu, India) ,  Zain Sharifuddin Bin Md (Department of Chemistry, Faculty of Science, University of Malaya, Kuala Lumpur, Malaysia)
資料名： Research on Chemical Intermediates  (Research on Chemical Intermediates)
巻： 45  号： 6  ページ： 3311-3327  発行年： 2019年 
JST資料番号： A0851B  ISSN： 0922-6168  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： ドイツ (DEU)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 過酸化水素(H2O2)は,エネルギー集約的なアントラキノンの接触酸化により商業的に生産される。酸素還元反応(ORR)による過酸化水素生産の電気化学的生産は,主に燃料電池のようなエネルギー変換システムにおけるその重要性のために,持続可能なアプローチである。低温燃料電池はH2O2合成のカソードとしてグラファイトを使用する。しかし,二電子酸素還元反応に対するグラファイト陰極の触媒活性は改善されなければならない。窒素ドーピングはグラファイト陰極の電気化学的に活性な表面を修飾する効率的な方法である。したがって,量子化学アプローチはカソードでのプロセスの分子的性質を理解するために不可欠である。DFT/B3LYP/6-31G*法を用い,結合解離エネルギー(BDE)分析を行い,グラファイトおよび窒素ドープグラファイト(グラファイト-N)カソードにおけるH2O2生成の実現可能性を決定した。示唆された機構によると,酸素吸着はORRの最初の段階である。計算値は,グラファイト-Nカソードにおける23.50kcal/molの酸素吸着のエネルギー値が,グラファイトカソード(E_ad=65.08kcal/mol)よりエネルギー的に有利であることを示した。ORR機構を考慮すると,二次電子酸素還元はH2OとH2O2の両方の生成の重要な段階として同定される。したがって,BDEsを第二電子酸素還元段階で比較した。グラファイトおよびグラファイト-Nカソードに対するBDEsの平均,-320.92および-286.04kcal/molは,グラファイト-NカソードにおけるH2O2生産の実現可能性を示した。結果は文献と一致した。従って,グラファイト陰極の窒素ドーピングはH2O2生産の実現可能性を増加させると結論した。Copyright 2019 Springer Nature B.V. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 燃料電池 ,  接触酸化 ,  低温 ,  電気化学 ,  *カソード ,  エネルギー変換 ,  触媒活性 ,  集中化 ,  *グラファイト ,  過酸化水素 ,  *解離エネルギー ,  キノン ,  芳香族縮合化合物
準シソーラス用語： 二次電子 ,  酸素還元 ,  *窒素ドーピング , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (4件)： 結合解離エネルギー ,  過酸化水素 ,  量子化学計算 ,  DFT理論

分類 (2件)： 燃料電池  (YB04040V) ,  その他の触媒  (CB06123Z)

物質索引 (1件)： アントラキノン

タイトルに関連する用語 (7件)： 結合解離エネルギー ,  黒鉛 ,  カソード ,  H2O2 ,  実現可能性 ,  窒素ドープ ,  陰極