2018 Fiscal Year Annual Research Report
Enhancement of hydrogen generation by using photo-catalytic-electrode of titanium oxide formed on micro- and nano-protrusions
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16K06780
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| Research Institution | Hiroshima Kokusai Gakuin University |
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Principal Investigator |
中佐 啓治郎 広島国際学院大学, 工学部, 研究員 (80034370)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保 隆 広島国際学院大学, 工学部, 講師 (60309622)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 構造・機能材料 / 光触媒電極 / 水素 / ナノ材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エネルギ・環境問題を解決するため、クリーンで枯渇しない太陽エネルギの利用が期待されているが、その手段の一つに、光触媒を用いた水からの水素の製造がある。本研究の目的は、スパッタエッチングにより形成した微細突起物を利用して太陽光を最大限に吸収し、光触媒による水素変換効率を高めることである。
平成30年度は、つぎの研究を行った。（1）光吸収効率の大きい微細突起物を得るため、工業用純チタンTP340試験片をタンタル（Ta）円板上に置いてスパッタエッチングした試料（純Ti/Ta試料と呼ぶ、以下同じ）、純Ti/ニオブ（Nb）試料、純Ti/モリブデン（Mo）試料および純Ti/ジルコニウム（Zr）試料について、突起物表面を大気中加熱により酸化させ、光触媒効果を調べた。その結果、これらの試料の水素発生能力は、一昨年に調べた純Ti/SUS304試料のそれを上回ることがなかった。（2）窒素含有量の影響を調べるため、工業用純チタンTP340をアルゴンと窒素ガスの混合プラズマ中でスパッタエッチングし、表面を酸化させた。また、チタンに添加する合金元素を変えたTi-10％Fe合金、Ti-5Nb合金、Ti-45Nb合金、Ti-7.5Mo合金、Ti-15Mo合金を放電焼結により作製し、スパッタエッチングを行ったのちに表面を酸化させた。つぎに、工業用純チタンよりもはるかに微細な突起物が形成され光吸収率の大きいSUS316試料について、突起物に酸化チタンをスパッタコーティングした。しかしながら、これらいずれの試料の水素発生能力も、純Ti/SUS304試料のそれを上回ることがなかった。(3) 紫外線遮蔽フィルムを用いて、大気酸化させた純Ti/SUS304試料の可視光線に対する水素発生電流を調べたところ、スパッタエッチングしない平坦試験片よりもかなり大きいことが明かになった。
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