硝酸および二酸化炭素の電気還元によるアンモニアとギ酸/酢酸生成のためのコバルトトリトリルカルボキシポルフィリン-カーボンブラック複合二機能電極触媒

Cobalt Tritolylcarboxy Porphyrin-Carbon Black Composite Bifunctional Electrocatalyst for Nitrate and Carbon Dioxide Electroreduction to Ammonia and Formic/Acetic Acid (原題)

Kamal Dhakal, Alankar Kafle, Swatej Sabbarwal, Dili R. Subedi, Mohammad K. Altafi, Alireza Hajiseyedjavadi, Sayan Maiti, Shengqian Ma, Thomas R. Cundari, Francis Wallace D'Souza

Chemistry of Materials📚 査読済 / ジャーナル2026-09-29#CCUSOrigin: US

DOI: 10.1021/acs.chemmater.6c00705

原典: https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6c00705

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本研究は、異なる修飾を施したコバルトポルフィリンを用い、硝酸還元（NO3RR）と二酸化炭素還元（CO2RR）を独立に進行させ、アンモニアと酢酸/ギ酸を生成する電極触媒を検討した。カルボン酸基置換コバルトポルフィリンは中性電解質中でアンモニアに94%、酢酸に33.8%、ギ酸に21.1%の高いファラデー効率を示した。計算結果は、−COOH基置換がNO3RRおよびCO2RR中間体の結合を強化することを示唆する。

English

This study examined cobalt porphyrins with different modifications as bifunctional electrocatalysts for nitrate reduction (NO3RR) and CO2 reduction (CO2RR) to produce ammonia and formic/acetic acid. The carboxylic acid-substituted cobalt tetrakis(p-tolyl) porphyrin achieved high Faradaic efficiencies of 94% for ammonia, 33.8% for acetic acid, and 21.1% for formic acid in neutral pH electrolyte. Computational results suggest the −COOH group enhances binding of key intermediates.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本ではカーボンリサイクルやCCUS技術の研究開発がGX政策の柱の一つであり、本論文はCO2を有用化学品へ変換する電極触媒の基礎的知見を提供する。ただし実用化・政策連動には距離がある。

In the global GX context

Globally, electrochemical CO2 and nitrate reduction are explored as circular-economy pathways for carbon utilization and pollution remediation. This work contributes catalyst design insights but remains at laboratory scale with limited near-term disclosure or policy relevance.

👥 読者別の含意

🔬研究者:コバルトポルフィリン系触媒の置換基効果と二機能性に関する基礎的知見を得られる。

📄 Abstract（原文）

Abstract Electrochemical nitrate reduction reaction (NO3RR) and carbon dioxide reduction reactions (CO2RR) can serve as environmental remediation tools for pollution control and thus support a circular economy for sustainability. The electrochemical process relies heavily on electrode materials; thus, developing highly active and efficient electrocatalysts for these reactions in a green and cost-effective way is essential. In this study, we examined cobalt porphyrins with different modifications for electrochemical NO3RR and CO2RR to independently produce ammonia and acetic acid/formic acid. The carboxylic acid group-substituted cobalt tetrakis(p-tolyl) porphyrin showed a high Faradaic efficiency of 94% for ammonia, 33.8% for CH3COOH, and 21.1% for HCOOH at various potentials in a neutral pH (∼7) electrolyte. Computational results suggest enhanced binding of key NO3RR and CO2RR intermediates to the −COOH group-substituted cobalt porphyrin during electrocatalysis.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

openalex https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6c00705first seen 2026-10-01 04:57:53

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