窒素ドープ酸化物ナノシートの作製と光誘起プロトン伝導の探索
Publicly Offered Research
| Project Area | Synthesis of Mixed Anion Compounds toward Novel Functionalities |
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| Project/Area Number |
17H05484
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
伊田 進太郎 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (70404324)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | ナノシート / 窒素ドープ / 酸窒化物 / 光触媒 / 水蒸気電解 / 光誘起プロトン伝導 / プロトン伝導 / 光誘起 / 表面・界面物性 / プロトン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水分解光触媒において、一般的には水素生成用の助触媒を担持しないと、水分解反応は進行しにくいと考えられている。つまり、水素生成用の助触媒が担持されてない光触媒表面では、水の還元は進行しにくく、水の酸化は進行しやすいため、その表面に十分なエネルギーの光を照射すると、過渡的に水の酸化よりプロトン濃度が表面で上昇する可能性がある。そこで、本研究では光触媒活性を持つ可視光応答性のナノシートを合成し、このナノシート上で光照射時に過渡的に生成したプロトンを積極的に動かすことができるか調査した。また、この光によって誘起されたプロトン伝導（光誘起プロトン伝導）を用いて水蒸気の光電気化学分解が可能か検討した。その他、複合アニオンに関連する研究として、ヒドリドが関連する光触媒反応やナノシートを用いた光触媒に関する共同研究を実施した。その結果、可視光応答とする窒素ドープ-ストロンチウムタンタル酸化物ナノシートやカルシウムタンタル酸窒化物ナノシートの合成に成功し、可視光照射によりプロトン伝導度が向上することを確認した。また、開発したナノシート材料を用いて水蒸気の光電気化学分解が実施できるか評価したところ、水の理論分解電圧以下の1.0V、可視光照射で光電気化学的に水素の生成を確認できた。その他、領域内での共同研究で、ロジウムドープ酸化チタンナノシート上で光触媒の水素生成反応にヒドリド種が関与することや厚さが１ナノメートル程度の酸化チタンナノシートと水酸化ニッケルナノシートのpn接合の光電気化学特性を明らかにした。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
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[Journal Article] A Cocatalyst that Stabilizes a Hydride Intermediate during Photocatalytic Hydrogen Evolution over a Rhodium-Doped TiO2 Nanosheet2018
Author(s)
Shintaro Ida, Kenta Sato, Tetsuya Nagata, Hidehisa Hagiwara, Motonori Watanabe, Namhoon Kim, Yoshihito Shiota, Michio Koinuma, Sakae Takenaka, Takaaki Sakai, Elif Ertekin, Tatsumi Ishihara
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Journal Title
Angewandte Chemie
Volume: 57
Issue: 29
Pages: 9073-9077
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] New Precursor Route Using a Compositionally Flexible Layered Oxide and Nanosheets for Improved Nitrogen-Doping and Photocatalytic Activity2018
Author(s)
Kazuhiko Maeda, Yuki Tokunaga, Keisuke Hibino, Kotaro Fujii, Hiroyuki Nakaki, Tomoki Uchiyama, Miharu Eguchi, Daling Lu, Shintaro Ida, Yoshiharu Uchimoto, Masatomo Yashima
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Journal Title
ACS Appl. Energy Mater.
Volume: 1
Issue: 4
Pages: 1734-1741
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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