ESRと水中赤外分光を用いたSrTiO3光触媒における水分解反応メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number	23K04914
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 36020:Energy-related chemistry
Research Institution	Kanagawa University
Principal Investigator	付哲斌神奈川大学, 付置研究所, 研究員 (70897967)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords	電子スピン磁気共鳴 / 水中赤外分光 / ペロブスカイト構造 / 水分解反応
Outline of Research at the Start	世界最高の量子収率で水を水素と酸素に分解する、ペロブスカイト型構造をとるチタン酸金属酸化物（AlドーブSrTiO3）を紫外光で励起し、電子スピン共鳴（ESR）・液中全反射赤外分光（ATR-FTIR）スペクトルを測定する。ESRスペクトルに現れる超微細構造線幅・ATR-FTIRスペクトルに現れる反応中間体の振動構造の情報を利用し、金属ドーピングによる長寿命電子励起状態のしくみ、水中実働環境で光触媒反応の反応中心・反応中間体を同定し最終生成物にいたる反応過程を明らかにする。これらの知見を統合して、ペロブスカイト型構造の共通点を絞って解析し、人工光合成触媒材料の設計に分子論的な指針を提供する。