ストラティファイド光触媒を用いた太陽光利用に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450393
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 田路 和幸 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10175474)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 英志 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90312652) ; 篠田 弘造 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10311549) ; バラチャンドラン ジャヤデワン 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80261593) ; 粕谷 厚生 東北大学, 学際科学研究センター, 教授 (10005986)
• Keywords: ZnS光触媒 / CdS光触媒 / ストラティファイド / 水素発生 / 太陽光 / ナノメータサイズ / 超微粒子

Research Abstract

我々は、新しい発想により見出した、触媒調整条件と反応系は非常に高効率な水の光分解を行うものである。その構造は、触媒自体が非常にきれいな配列をしたストラティファイド構造を持ち、その構成粒子は、粒子径5nmと非常に小さく、また格子欠陥のないナノメータサイズの超微粒子から作られている。
平成12年度は、平成11年度に検討したZnSストラティファイド光触媒についての結果を踏まえて次の点に重点をおいて研究を行う。まず、キセノン光源や水銀光源によりZnSストラティファイド光触媒の可視光に対する反応効率の改善。次に、CdSやPbSにおいてもストラティファイド光触媒を生成しより太陽光に近いところでの水からの水素発生を目指した。その場合、所有する透過型電子顕微鏡・フォーカスドイオンビーム加工装置やX線回折装置等により、分析・評価を行う。
本年度は、ZnS光触媒の太陽光への触媒活性感度の増大ねらい、いくつかのマテリアルを添加するなどの増感への試みを行った。さらに、CdS光触媒については、ZnS光触媒についての経験を生かしてストラティファイド化し、キセノン光源を用いてフィルターにより紫外光をカットした状態の実験系での実験を行いより現実に近い太陽光に近い光を用いた水の光分解をおこなった。この時も、各種高性能分析機器を効果的に用いて精力的に各反応の現象解明を行った。
平成13年度は、これまでの実験の成果を用いて太陽光による水からの水素発生を目指した反応系の開発を目指し、ストラティファイド光触媒の実用化を現実のものとするための反応メカニズムの解明と効率のアップを目指すものとする。

Research Products

• [Publications] 荒井健男: "Synthesis of Stratified Semiconductors for Photocatalytic Hydrogen Generation"The Electrochemical Society, Meeting Abstracts 197th society meeting. Vol.2000-1. 607 (2000)
• [Publications] 秋本結輝: "Synthesis of Higher Dimeric Fullerene oxides"The Electrochemical Society, Meeting Abstracts 197th society meeting. Vol.2000-1. 696 (2000)
• [Publications] 佐藤義倫: "Purification of MWNTs Using HIDE Method"The Electrochemical Society, Meeting Abstracts 197th society meeting. Vol.2000-1. 718 (2000)
• [Publications] 小川貴之: "Automation of Purification for Single-walled Nanotubes"Abstracts of the 19th Fullerene General Symposium第19回. 7 (2000)
• [Publications] 工藤寿冶: "Synthesis and Isolation of dimeric C70 oxides"Abstracts of the 19th Fullerene General Symposium第19回. 51 (2000)
• [Publications] バラチャンドラン ジャャデワン: "SWNTs Synthesized in External Magnetic Field"Abstracts of International Symposium on Nanonetwork Material. 84 (2001)