論文データベース

ジルコニア担持Ni触媒をプラズマ分解法で調製し、その構造とCO₂メタン化性能を検討しています。プラズマ処理によりNi粒子が高分散化され、主要な露出結晶面がNi(111)となった。この結果、NiとZrO₂担体界面での強い相互作用（活性酸素種の関与）が生まれ、CO₂メタン化活性が大幅に向上した。触媒の構造解析にはラマン分光などの手法も活用されています。

電気化学的CO₂還元反応において、ラマン分光法をその場分析手法として用い、反応中の触媒表面構造の変化や中間体生成をリアルタイムで追跡した短報です。Cu触媒上のCO₂RRにおけるラマン分光の原理と応用例を概説し、触媒表面の構造進展や反応中間体の観測事例を示すとともに、CO₂RR機構解明に向けた課題と展望も述べられています。

核融合炉に関連する水素・アンモニア同位体ガスのリアルタイム検出にラマン分光を適用した研究です。マルチパス型のラマン計測により、重水素や三重水素を含む水素同位体やアンモニアをオンライン監視し、トリチウム除去・回収プロセスへの応用可能性を示した。同位体ごとに異なるラマンシフトを高速かつ非侵襲で検出できる点が優れていることが示されています。DOI: 10.1021/acs.analchem.5c01241

CO₂を含む混合ガスからハイドレートを生成する過程をその場ラマン計測した研究です。純CO₂、燃焼排ガス、バイオガスを対象にハイドレート中のガス組成をリアルタイム観測し、生成初期の水和物核ではCO₂が優先的に取り込まれ、N₂やCH₄は取り込みにくいことを発見した。ラマン分光によりハイドレート型CO₂分離・回収法の微視的機構解明に成功しています。DOI: 10.1038/s41598-021-88531-x

中空コア光ファイバーを用いた新規オペランドラマン計測手法により、リチウムイオン電池の液体電解液の化学組成変化をその場観察した研究です。グラファイト負極とNMC正極を組み合わせたセル内に光ファイバープローブを挿入し、ラマン分光で炭酸エステル系電解液中の溶媒や添加剤の濃度比変化をリアルタイム測定しています。その結果、電位に応じた溶媒組成や添加剤分解の進行が捉えられ、リチウムイオン溶媒和動態や劣化機構の理解に繋がる知見が得られています。DOI: 10.1038/s41467-022-29330-4

硫化物系全固体リチウム電池内部の反応機構をラマン分光で解明する研究動向を総括したレビュー論文です。ラマン分光によって全固体電池内の材料構造変化や界面反応生成物をリアルタイムに追跡し、性能劣化の原因を明らかにした近年の成果を紹介しています。固体電解質と電極界面での反応解析を通じ、全固体電池の界面安定化や高性能化に向けた知見が示されています。DOI: 10.1016/j.ensm.2025.104110

リチウムイオン電池の電極・電解質界面に形成されるインターフェーズ（EEI）の理解促進のため、代表的な10種の界面成分の参照スペクトルデータライブラリーを構築した報告です。不活性雰囲気下で各化合物のATR-FTIR、ラマン、およびXRD測定を行い、文献に散在するデータを統一的に提供しています。このオープンデータ集により、複雑な界面スペクトル中の成分同定が容易となり、電池界面反応の解析や次世代電池研究の加速に資することが期待されます。

リチウムイオン電池（LIB）などの電池で、In-Situおよびオペランド赤外分光法が果たす役割を総括したレビューです。赤外分光は様々な電池において、電解液還元での新物質生成、電極の劣化、固体電解質界面（SEI）層の形成をリアルタイムで検知し、電池反応の機構解明に有用であることを示しています。本稿ではLIBおよび他種の電池への赤外分光適用例を俯瞰し、これらの手法を標準的解析プロトコルとして活用すべきことを提言しています。DOI: 10.1016/j.jechem.2023.02.036

ラマン分光の電池研究への応用における最新の進展を概説したレビュー論文です。静的評価では有機電解液の溶媒和構造や電極活物質の結晶構造、複合電極内の成分空間分布の可視化などを紹介し、運転下の分析ではイオン濃度変化や電極劣化反応、全固体電池内の多階層反応解析などラマン技術がもたらす新知見を示しています。これらの成果により電池化学の理解が深まり、次世代電池の開発に寄与することが期待されます。DOI: 10.1063/5.0272588

車両ヘッドライトの樹脂（主にPMMA）中に含まれる有機染料をラマン分光および表面増強ラマン(SERS)で分析し、灯火類プラスチックの識別性向上を図った研究です。ラマンスペクトルから材質（PMMAやPCなど）を判別した後、銀コロイドを用いたSERSで微量の染料成分を検出した。Orange60やRed52等の染料ピークを検出し、90～100%の高い識別率でヘッドライト樹脂の区別に成功。従来ほぼ単一材質で差別困難だったヘッドライト破片に、ラマン-SERS併用が極めて有用であると示されています。