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Research on technologies for recycling of carbon dioxide to fuels using a mid-infrared Ho laser

Research Project

Project/Area Number 26630498
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Energy engineering
Research InstitutionTohoku Institute of Technology

Principal Investigator

Sato Atsushi  東北工業大学, 工学部, 准教授 (00322686)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 丸尾 容子  東北工業大学, 工学部, 教授 (50545845)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsエネルギー生成 / レーザ / 光触媒 / 二酸化炭素 / 中赤外
Outline of Final Research Achievements

A carbon dioxide (CO2) recycle system utilizing photocatalytic conversion of CO2 to gas fuels such as methane (CH4) was developed. In this system, CH4 can be produced by CO2 photoreduction under deep-ultraviolet light irradiation on an Au-nanoparticle-deposited TiO2 (Au/TiO2) catalyst. We introduced mid-infrared laser irradiation for the excitation of CO2 on the Au/TiO2 catalyst surface in order to improve the CH4 production efficiency. As a result, the CH4 production efficiency can be increased by a factor of 1.7, compared with that without the CO2 excitation. The result of observations of Au/TiO2 catalysts by using a transmission electron microscope suggests that further improvement in the CH4 production efficiency can be obtained by optimizing the deposition of Au nanoparticles on the TiO2 catalyst.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2017 2016 2015 2014

All Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] 中赤外レーザー光照射によるAu/TiO2触媒でのメタン生成効率の向上2017

    • Author(s)
      佐藤 篤, 阿部凌太, 近藤 翼, 丸尾容子
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] CO2 photoreduction performance of Au/TiO2 catalyst with simultaneous mid-infrared laser irradiation2017

    • Author(s)
      T. Kondoh, Y. Y. Maruo, and A. Sato
    • Organizer
      2017 International Conference on Artificial Photosynthesis
    • Place of Presentation
      Suzaku Campus, Ritsumeikan University (Kyoto, Japan)
    • Year and Date
      2017-03-02
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Au/TiO2触媒を用いたCO2リサイクルシステムにおけるCO2マルチパス励起系の構築と評価2017

    • Author(s)
      阿部凌太, 佐藤 篤, 近藤 翼, 丸尾容子
    • Organizer
      平成29年東北地区若手研究者研究発表会
    • Place of Presentation
      東北学院大学多賀城キャンパス(宮城県多賀城市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 中赤外レーザー光照射下におけるAu/TiO2触媒でのCO及びメタン生成2016

    • Author(s)
      佐藤 篤, 阿部凌太, 近藤 翼, 丸尾容子
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2016
    • Place of Presentation
      筑波大学東京キャンパス文京校舎(東京都文京区)
    • Year and Date
      2016-10-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] CO2 photoreduction performance of Au/TiO2 catalyst with simultaneous mid-infrared laser irradiation2016

    • Author(s)
      T. Kondoh, Y. Y. Maruo, A. Sato
    • Organizer
      平成28年度化学系学協会東北大会
    • Place of Presentation
      岩手大学理工学部(岩手県盛岡市)
    • Year and Date
      2016-09-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of TiO2 crystal structure on CO2 photoreduction using Au nanoparticles on TiO2 catalyst2016

    • Author(s)
      Y. Y. Maruo, M. Sasaki, S. Hino, and A. Sato
    • Organizer
      IEEE 16th International Conference on Nanotechnology
    • Place of Presentation
      Sendai International Center (Sendai, Japan)
    • Year and Date
      2016-08-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ホルミウムレーザーを利用した二酸化炭素リサイクルシステムの開発2016

    • Author(s)
      佐藤 篤, 那須祥彦, 佐々木正史, 丸尾容子
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Cr:ZnS可飽和吸収体を用いたTm,Ho:GdVO4ディスクレーザーの室温動作特性に関する研究2016

    • Author(s)
      那須祥彦, 佐藤 篤, 丸尾容子
    • Organizer
      平成28年東北地区若手研究者研究発表会「音・光・電波・エネルギー・システムとその応用」
    • Place of Presentation
      日本大学工学部(福島県郡山市)
    • Year and Date
      2016-03-01
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 室温動作小型2μm帯固体レーザーの開発2016

    • Author(s)
      佐藤 篤, 那須祥彦, 丸尾容子
    • Organizer
      第17回レーザー学会技術専門委員会「レーザーのカオス・ノイズダイナミクスとその応用」研究会
    • Place of Presentation
      北山村立村民会館(和歌山県東牟婁郡)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 室温動作小型Tm,Ho:GdVO4レーザーのパルス動作特性2015

    • Author(s)
      那須祥彦, 佐藤篤, 丸尾容子
    • Organizer
      第70 回応用物理学会東北支部学術講演会
    • Place of Presentation
      ホテルアップルランド(青森県平川市)
    • Year and Date
      2015-12-03
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 環境分野への応用のための波長2ミクロン帯固体レーザー2015

    • Author(s)
      佐藤 篤, 那須祥彦, 浅井和弘, 石井昌憲, 水谷耕平, 落合 啓
    • Organizer
      第16回レーザー学会技術専門委員会「レーザーのカオス・ノイズダイナミクスとその応用」研究会
    • Place of Presentation
      宮古島マリンターミナル会議室(沖縄県宮古島市)
    • Year and Date
      2015-11-06
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Au/TiO2触媒を用いたCO2光還元におけるTiO2結晶形の影響2015

    • Author(s)
      佐々木正史, 本田大樹, 信太和樹, 丸尾容子
    • Organizer
      平成27粘度化学系学協会東北大会
    • Place of Presentation
      弘前大学文京キャンパス(青森県弘前市)
    • Year and Date
      2015-09-12
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 二酸化炭素励起用中赤外固体レーザーの開発2015

    • Author(s)
      佐藤篤, 那須祥彦, 三宅良宜, 丸尾容子
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学 (神奈川県平塚市)
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Photoreduction of CO2 with H2O on synthesized MgFe2O4 using solution combustion method2014

    • Author(s)
      S. Abe, S. Yokoyama, Y. Y. Maruo, T. Komatsu, M. Takashima, J. Nakamura
    • Organizer
      2014 International Conference on Artificial Photosynthesis
    • Place of Presentation
      Hyogo (Japan)
    • Year and Date
      2014-11-24 – 2014-11-28
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] フェライト化合物の光還元性能の検討2014

    • Author(s)
      横山翔平, 阿部傑, 丸尾容子, 高島舞, 小松武志, 北林博人
    • Organizer
      平成26年度化学系学協会東北大会
    • Place of Presentation
      山形大学 (山形県米沢市)
    • Year and Date
      2014-09-20 – 2014-09-21
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Photoreduction of CO2 and H2O on synthesized anatase TiO2 catalysts using sol-gel process2014

    • Author(s)
      Y. Y. Maruo, K. Tachibana, M. Tsuda
    • Organizer
      The seventh Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology
    • Place of Presentation
      Kyoto (Japan)
    • Year and Date
      2014-06-01 – 2014-06-06
    • Related Report
      2014 Research-status Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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