2023 Fiscal Year Annual Research Report
紫外光・可視光を反応に、赤外光を物質移動に活用する光触媒二酸化炭素改質反応器開発
Project/Area Number |
21K04769
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Research Institution | Mie University |
Principal Investigator |
西村 顕 三重大学, 工学研究科, 准教授 (60345999)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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Keywords | 光触媒 / CO2還元 / 可視光応答 / 赤外光応答 |
Outline of Annual Research Achievements |
近年,地球温暖化や化石燃料枯渇といった問題が深刻化している.本研究ではこの2つの課題解決のための一提案として,光触媒(TiO2)を用いてCO2の燃料種(CO,CH4)への還元を行う.しかしながら,TiO2のCO2還元性能は低く,実用化にはさらなる性能向上が必要である.そこで本研究では,「赤外光域光に対して吸収特性を持つP4O10の最適担持量の解明」,「CO2還元反応の燃料生成プロセスである還元反応の際に必要とされるH+の供給剤の最適化」に着目した.以上の2点の研究課題を解決することでCO2還元性能向上条件を決定することを,本研究の目的とする. 本研究では,ゾルゲル・ディップコーティング法を用いて異なるP4O10担持量のP4O10担持TiO2光触媒を作製した.また,H+供給剤としてNH3とH2Oを選定し,これらとCO2のモル比をそれぞれ変更した場合のP4O10担持TiO2光触媒のCO2還元性能評価を行った.その結果,以下の知見を得た. P4O10担持TiO2光触媒を用いて,CO2/H2O系とCO2/NH3系で紫外光を含む広波長域(UV)条件,紫外光をカットした可視光域以上の照射(VIS)条件,さらに可視光域光をカットした赤外光域光照射(IR)条件において,CO2とH2O,およびCO2とNH3のモル比を変化させてCO2還元実験を行った.その結果,最高CO生成濃度はUVで,CO2:NH3 = 3:2,P4O10担持量1.1 wt%において1152 micro-mol/g,VISでCO2:NH3 = 3:2,P4O10担持量1.1 wt%において709 micro-mol/g,IRでCO2:NH3 = 3:2,P4O10担持量1.1 wt%において583 micro-mol/gとなった.
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