Study on structure-activity relationship of oxyhalide photocatalysts for achieving highly efficient water splitting
| Project/Area Number |
21K14719
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 36020:Energy-related chemistry
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
Hajime Suzuki 京都大学, 工学研究科, 助教 (10862873)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 人口光合成 / 光触媒 / 水分解 / 可視光 / 酸ハロゲン化物 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、近年高効率水分解用光触媒として期待されている「層状酸ハロゲン化物」の構造活性相関を追究し、設計指針に関する知見を深めると共に、新規酸ハロゲン化物光触媒の開発とその活性向上に取り組む。DFT計算とマイクロ波分光を組み合わせた積層パターンの精密設計・バルク性能最適化や、STEM観察・各種時間分解分光・電気化学測定による表面構造の観察・最適助触媒担持によって、新規酸ハロゲン化物光触媒の探索と活性の向上を論理的・効率的に推し進め、高効率水分解の実証を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
The following two topics were intensively studied: (1) development of new Sillen-type oxyhalide photocatalysts and band structure analysis of them and (2) synthesis of new multi-layered perovskite oxyiodide photocatalysts. In the topic (1), a Sillen-type SrBi3O4Cl3 photocatalyst was newly developed. The origin of visible light absorption of SrBi3O4Cl3 was revealed via a detail analysis of its band structure. In the topic (2), new multi-layered perovskite oxyiodide photocatalysts were synthesized and their physicochemical properties were evaluated. Introduction of iodide was found to change the band levels, light absorption, and photocatalytic activity.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
クリーンな水素製造技術の一つとして半導体光触媒を用いた水分解が注目され、太陽光スペクトルの大部分を占める可視光を利用可能な新規水分解用光触媒の開発が盛んに行われている。本研究では、Sillen(-Aurivillius)型層状酸ハロゲン化物の各層（フルオライト層、ペロブスカイト層、ハロゲン層）が電子物性や光触媒活性に与える影響の解明に取り組み、新規酸ハロゲン化物光触媒の開発とその物性・活性評価を通じて、その一端を明らかにした。得られた知見を今後の材料開発にフィードバックすることで、光触媒として最適な構造を有する酸ハロゲン化物を設計できれば、本系の水分解効率の大幅な向上も期待できる。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
