Construction of artificial photosynthesis system using nanosheet-type semiconductor

• Project/Area Number: 24K01613
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 36020:Energy-related chemistry
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 高木 慎介 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 教授 (40281240)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 嶋田 哲也 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 助教 (50252317) ; 石田 玉青 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 准教授 (90444942)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000); Fiscal Year 2028: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2027: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2026: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2025: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2024: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
• Keywords: 粘土鉱物 / 電荷密度 / 粒径 / ポルフィリン / 色素

Outline of Research at the Start

本研究では、色素分子の集合 構造が制御されたシステムを構築することで、自己消光などの副反応を抑制した高効率な光捕集、 電子移動、物質変換の実現が期待される。具体的 には、1) 周辺置換基、中心金属を系統的に変化させたポルフィリン類(光捕集色素)と、2) 電荷発生点となる空隙量を制御し、かつ、粒径、Pt担持 量などを系統的に変化させたチタニアナノシート の組み合わせを最適化することで、ナノレベルで 色素集合構造が制御された高効率なナノシート型人工光合成システムを構築する。