2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of highly-active water splitting photocatalyst for solar hydrogen generation
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16K17944
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
後藤 陽介 首都大学東京, 理学部, 助教 (60760783)
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2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 水分解光触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高効率水分解光触媒の開発を目的として、自ら発見したLa2Ta2ZrS2O8などの新規オキシサルファイドの合成条件を検討した。当初の合成方法は石英管中での固相反応によるものであったが、1100℃という比較的高温で焼成するために試料の粒径が大きく、これが光触媒活性を抑制している要因であると予想した。そこで、新たな合成方法として、フラックス法や硫化水素気流中での合成を検討した。例えば、前駆体酸化物を錯体重合法で合成し、硫化水素気流中で加熱した場合、850℃という比較的低い温度でも目的物質を合成できることがわかった。このときの粒径は数百nm程度であり、固相反応で得た試料の粒径（5um程度）よりも小さい試料を得ることができた。しかしながら、水分解反応における活性は固相反応で合成した試料と同程度であった。つまり、粒径よりも試料中に形成される欠陥などが光触媒活性を抑制要因であることが考えられる。
並行して進めていた粉末光触媒の開発には大きな進展があった。チタン酸ストロンチウムは1980年ごろから水分解に活性な光触媒であることが知られていたが、2016年には入射光の波長360 nmにおける量子効率が30%だったのを56%まで引き上げることに成功した。これは、フラックス法、異価数イオンのドーピング、添加剤による粒径制御を複合的に活用した成果である。また、粉末光触媒ZnSe-CIGS固溶体からなる光電極の作製も検討した。近年集中的に研究が進められている薄膜光電極ではなく、粉末光触媒からなる光電極であっても、合成条件を調整することで、900 nmまでの波長の光を吸収しながら、オンセット電位0.8 V vs. RHEの光カソードを作製することができた。
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Evolution of Anisotropic Displacement Parameters and Superconductivity in BiS2-based REO0.5F0.5BiS2 (RE = La, Ce, Pr, and Nd).2018
Author(s)
Mizuguchi, Yoshikazu Hoshi, Kazuhisa Goto, Yosuke Miura, Akira Tadanaga, Kiyoharu Moriyoshi, Chikako Kuroiwa, Yoshihiro
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 87
Pages: 023704-023707
DOI
Peer Reviewed
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