Hole-induced plasmonic photocatalyst electrode for near-infrared utilized solar hydrogen production

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05236
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 36010:Inorganic compounds and inorganic materials chemistry-related
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: Naya Shin-ichi 近畿大学, 有害物質処理室, 技術職員 (20329113)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: プラズモニック光電極 / ドメインマッチング / ホットスポット / 光触媒による水の分解 / メソクリスタル

Outline of Final Research Achievements

The main results of this study are as follows: (1) It was clarified that the excitation of hole-induced LSPR causes hot hole injection from CuS to the support. (2) We clarified that the activity of plasmonic photocatalyst electrodes is dramatically improved by domain-matching heteroepitaxial junction between the plasmonic material and the support. (3) We demonstrated that a unique reaction field can be formed by the aggregate structure of the support.

Free Research Field

光触媒と光電気化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでに報告例のない正孔誘起プラズモンによる高効率な光電変換を実証するとともに、近赤外光を利用したソーラー水素合成を達成した。本研究で確立した、「結晶同士の原子レベル整合した界面の形成とファセット化によるホットスポットの形成」というこれまでにないコンセプトを元にした新たなプラズモニック光触媒の設計指針により、水素社会実現のために強く求められている、太陽光を利用したソーラー水素合成への道が開かれたものと考える。