Development of NIR-responsive photocatalyic electrode and construction of tandem-type reaction system
| Project/Area Number |
17H01216
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Energy-related chemistry
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Minegishi Tsutomu 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (40512992)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉山 正和 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90323534)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥41,470,000 (Direct Cost: ¥31,900,000、Indirect Cost: ¥9,570,000)
Fiscal Year 2019: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2018: ¥14,430,000 (Direct Cost: ¥11,100,000、Indirect Cost: ¥3,330,000)
Fiscal Year 2017: ¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
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| Keywords | 水素 / 人工光合成 / 半導体 / 触媒 / 表面修飾 / カルコゲナイド / 酸化物 / 酸窒化物 / フォトルミネッセンス / 光触媒・光電極 / GaN / 表面・界面準位 / 多層構造 / 太陽エネルギー / 近赤外光 / 光電極 / 光電極・光触媒 / イオン交換樹脂 / 近赤外 / 太陽光 / 光触媒 / 光電気化学 / エネルギー変換 / 再生可能エネルギー / エネルギー全般 / 触媒・化学プロセス |
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| Outline of Final Research Achievements |
Near-Infrared responsive photocatalytic electrodes were newly developed. They were combined with visible light responsive photocatalytic electrodes in tandem-type configuration, and hydrogen was successfully produced through water splitting reaction with energy conversion efficiency of >2%.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
光触媒やそれらからなる電極を用いた水分解反応は、簡便かつ安価に水から水素が得られる画期的手法として期待されています。一方、特に効率の観点で実用に不十分であることが最も大きな課題です。本研究では、上述の手法を用いて太陽光を有効に利用可能であることを実験的に示し、これまで知られていなかった課題を抽出すると同時にその解決策を提示することができました。さらに、光触媒材料が光を吸収した際に内部に生じる電子と正孔というプラスとマイナスの電荷がどういった経路をたどって水分解反応にたどり着くのか、また、その損失の原因は何なのかというところまでの現象の理解につながる新しい計測手法を開発、一部観察に成功しました。
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Report
(4 results)
Research Products
(41 results)
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[Journal Article] Activation of a particulate Ta3N5 water-oxidation photoanode with a GaN hole-blocking layer2018
Author(s)
Yusuke Asakura, Tomohiro Higashi, Hiroshi Nishiyama, Hiroyuki Kobayashi, Mamiko Nakabayashi, Naoya Shibata, Tsutomu Minegishi, Takashi Hisatomi, Masao Katayama, Taro Yamada, Kazunari Domen
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Journal Title
Sustainable Energy and Fuels
Volume: 2
Issue: 1
Pages: 73-78
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] A Particulate Photocatalyst Water-Splitting Panel for Large-Scale Solar Hydrogen Generation2018
Author(s)
Y. Goto, T. Hisatomi, Q. Wang, T. Higashi, K. Ishikiriyama, T. Maeda, Y. Sakata, S. Okunaka, H. Tokudome, M. Katayama, S. Akiyama, H. Nishiyama, Y. Inoue, T. Takewaki, T. Setoyama, T. Minegishi, T. Takata, T. Yamada, K. Domen
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Journal Title
Joule
Volume: 2
Issue: 3
Pages: 509-520
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Overall water splitting by photoelectrochemical cells consisting of (ZnSe)0.85(CuIn0.7Ga0.3Se2)0.15 photocathodes and BiVO4 photoanodes2017
Author(s)
T. Higashi, H. Kaneko, T. Minegishi, H. Kobayashi, M. Zhong, Y. Kuang, T. Hisatomi, M. Katayama, T. Takata, H. Nishiyama, T. Yamada, K. Domen
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Journal Title
Chem. Communication
Volume: 53
Issue: 85
Pages: 11674-11677
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] A particulate (ZnSe)0.85(CuIn0.7Ga0.3Se2)0.15 photocathode modified with CdS and ZnS for sunlight-driven overall water splitting2017
Author(s)
Y. Goto, T. Minegishi, Y. Kageshima, T. Higashi, H. Kaneko, Y. Kuang, M. Nakabayashi, N. Shibata, H. Ishihara, T. Hayashi, A. Kudo, T. Yamada, K. Domen
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Journal Title
J. Mater. Chem. A
Volume: 5
Issue: 40
Pages: 21242-21248
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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