2019 Fiscal Year Annual Research Report
金属間化合物の電子構造制御による人工光合成用助触媒の設計
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of novel light energy conversion system through elucidation of the molecular mechanism of photosynthesis and its artificial design in terms of time and space |
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| Project/Area Number |
18H05168
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
犬丸 啓 広島大学, 工学研究科, 教授 (80270891)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 金属間化合物 / 助触媒 / 水素生成 / 水分解 / 人工光合成 / 光触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
半導体光触媒に担持する助触媒は，反応の活性選択性を大きく支配するため，その機能設計は極めて重要である．従来，金属単体や単純な酸化物，合金の微粒子が研究されてきた．本研究では，金属間化合物を用いた光触媒用助触媒の学理を追求した．特に，助触媒の電子構造制御が助触媒の役割をどのように変えるか，を領域内の共同研究も積極的に行い明らかにすることを目的とした．
本年度は，昨年度の研究をさらに展開し， MgB2系に加えてAlB2系の水の完全分解における助触媒効果について，その物性と対応させながらより詳細に検討を進めた．水と反応をおこしホウ素ナノシートを生成する系，金属的物性を持ちながら助触媒として作用する系について，水分解反応における役割について実証的な検討を進めた．すなわち，半反応の速度の定量的解析や反応部位を特定する手法やなどを活用し，水素生成または酸素生成への助触媒の寄与を確定し，その役割と助触媒の電子構造などの関係を考察した．さらに，領域内の共同研究により，光触媒半導体と新規な助触媒の新たな組み合わせを探索した．
その結果，助触媒の構造（結晶構造・電子構造）との関係について，従来の多くの助触媒物質の例に照らして，用いた助触媒の電子構造から予想されるものとは異なる役割により水分解を促進している可能性が高い例を見出した．これにより，今後の助触媒設計の学理に重要な知見を得ることができたと考える．さらに，領域内の共同研究により，従来は自己酸化が起こるため光触媒半導体として適さないとされていた物質について，助触媒の作用が大きく表れ，有望かつ興味深い結果を得た．
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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