2018 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of organic-inorganic hybrid environmental load-reducting materials using photoinduced reducing ability
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16H02987
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
酒井 宗寿 茨城大学, 研究・産学官連携機構, 准教授 (00392928)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
相澤 守 明治大学, 理工学部, 専任教授 (10255713)
池上 啓太 山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 准教授 (60372786)
Kalousek Vit 山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 助教 (00749773)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 表面・界面物性 / 新エネルギー / 複合材料・物性 / ナノ材料 / 光触媒 / 人工光合成 / メソ孔・多孔体 / キャリア寿命 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、グリーンテクノロジーに資する光誘起還元触媒に対し、物理化学的な視点（相界面制御と電気化学）から性能向上に取り組んだ。その際、「常温作動の二酸化炭素濃縮領域」を形成させ、実用性に富んだ高効率環境負荷低減材料（二酸化炭素還元）の開発を目指してきた。これは、「二酸化炭素を光触媒近傍に濃密に配し、その還元を促進させる」という材料設計コンセプトを、「常温で作動する“K-Al系複合酸化物”」と「共連続メソポーラス孔を有する“光誘起還元触媒”の多孔質ナノ粒子」を複合化することで実現し、取扱いが容易で高効率な二酸化炭素還元材料を提供することを狙いとした。
ウェットプロセスを用いた２つの組成の粒子複合化（二酸化炭素吸着材：K-Al系複合酸化物の粒径数μｍの多孔質体と、チタン酸ストロンチウム粒子の複合化）の条件探索を進め、そのノウハウを蓄積した。さらに、ウェットプロセス以外での複合化も探求し、一定の知見を蓄積することができた。一方、バナジウム酸ビスマス等を用いたナノ粒子の光電極化について、作製ノウハウを蓄積させた。
また、本研究において、「光触媒還元能」と「キャリア寿命」の間の関係を考察していくことを研究目的の主眼の一つに挙げている。本研究で「キャリア寿命」の計測に用いる「マイクロ波光導電減衰法」は、電極や薄膜の形成を必要としない粉末状態（実際に光触媒がワークさせる状態と同じ環境）でキャリア寿命を計測することが特徴であるが、一つの閾値と予想していた「評価手法と解析方法の探索」は、大よそ達成できた。今後、各種の光触媒のキャリア寿命の測定結果を踏まえつつ、電子寿命と光触媒活性の間の学理の追求を深め、関連する相界面の現象メカニズムの解明を進展させて行きたい。
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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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| Remarks |
テレビ E-TV 「ミミクリーズ」2018年4月9日 放送
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