Construction of stand-alone photocatalytic reaction systems for simultaneous production of hydrogen and hydrogen peroxide
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of novel light energy conversion system through elucidation of the molecular mechanism of photosynthesis and its artificial design in terms of time and space |
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| Project/Area Number |
18H05156
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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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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
久富 隆史 信州大学, 先鋭領域融合研究群先鋭材料研究所, 准教授(特定雇用) (00637481)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | 粉末光触媒 / 過酸化水素生成 / 水分解 / 選択性 / 二酸化炭素還元 / 過酸化水素 / 光電極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、水分解反応に高活性な微粒子光触媒が酸化的過酸化物生成に応用可能であるかどうかを明らかにすることを目的とする。昨年度，粒子転写法で作製したBiVO4微粒子光触媒からなる光アノードが，光電気化学的水の酸化による過酸化水素生成に活性を示すことがわかった．今年度は， Bi4TaO8ClとBi4NbO8Clに着目して過酸化水素生成が可能かどうかを検討した．また，BiVO4光アノードの過酸化水素生成選択性を向上させる表面修飾法を検討した．
Bi4TaO8Cl及びBi4NbO8Cl光アノードは，二酸化炭素をバブリングした炭酸水素塩水溶液中では他の電解質水溶液に比べて高い光アノード電流を生じ，酸化的な過酸化水素の生成が期待された．しかし，過酸化水素の生成・蓄積はほとんど起こらず，生成した過酸化水素が速やかに酸化分解していると考えられた．過酸化水素の酸化分解を抑制するために，含浸・焼成による酸化物の担持を行ったが，顕著な改善は見られなかった．BiVO4光アノードに対して同様の表面修飾を行うと，過酸化水素生成の選択性は低下した．加熱中に光電極の表面が過酸化水素生成に不利な状態に変化したとみられ，より低温での表面修飾法の開発が必要である．
一方，京都大学の田中庸裕教授，寺村謙太郎准教授のグループと共同研究により，Ag助触媒を担持したAlドープSrTiO3光触媒を用いると，水を還元剤として近紫外光照射下で二酸化炭素を一酸化炭素に高い選択性で還元できることがわかった．既存の二酸化炭素還元用酸化物光触媒の吸収端は350 nmよりも短波長域にあるのに対し，SrTiO3は390 nmまでの紫外光を利用できる．SrTiO3は水の酸化的過酸化水素生成を達成することはできなかったが，反応によっては比較的長波長域に吸収端波長を有する光物質変換光触媒として応用可能であることはわかった．
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元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
(8 results)
