Local Structure Analysis of Electrochemical Reaction by Soft X-ray Absorption Spectroscopy

電気化学反応を理解する上で，電極固液界面を含む電解質溶液の局所構造変化を調べることが重要である．X線吸収分光法（XAS）は液体の局所構造を元素選択的に観測できる有用な手法であり，著者らが開発した透過赤外分光にもそのまま対応できる液体セルにより，C－K，N－K，O－Kなどの化学的に重要な吸収端が存在する1 keV以下の軟X線領域において，透過法XAS測定が可能になった．この液体セルに電極を備えることにより，電気化学反応中の電解質溶液のXASによるその場観測を可能にして，硫酸鉄水溶液の電位変化による鉄イオンの価数変動をFe－L吸収端XAS測定から明らかにした．更に電位変調XAS法を開発することで，サイクリックボルタンメトリーと同じ電位掃引速度（100 mV s－1）で，硫酸鉄水溶液の電気化学反応をXASでオペランド（実動作下）観測した．また液体セルを走査型透過軟X線顕微鏡（STXM）に組み込むことで，30 nmの空間分解能で電気化学反応中の電解質溶液をXASで顕微観測する試みについても報告する．