2022 Fiscal Year Annual Research Report
原子精度で制御された金属ナノ構造体の創製と水素生成電極触媒への展開
Publicly Offered Research
| Project Area | HYDROGENOMICS: Creation of Innovative Materials, Devices, and Reaction Processes using Higher-Order Hydrogen Functions |
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| Project/Area Number |
21H00027
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
川脇 徳久 東京理科大学, 理学部第一部応用化学科, 講師 (60793792)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 金属クラスター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
次世代エネルギー社会の実現に向けて、水と太陽光から水素を製造できる水分解光触媒の開発は、特に重要だが、その実用化にはさらなる活性向上が必要不可欠である。近年、多くの可視光応答光触媒が報告されており、実際の反応サイトとなる助触媒についても盛んに研究されている。なかでも、白金（Pt）助触媒は水素生成側の助触媒として最も高活性が期待されているが、微細化によって反応活性点を増大させると、酸素種によって被毒されることで容易に水素生成活性を失ってしまう。そこで、本研究では、あらかじめ硫黄（S）種によって保護された直径約1 nmのPtナノクラスターを、液相法によって合成し、光触媒上に単分散にて担持する手法を確立した。その結果、S種が酸素種の吸着サイトを保護することで、従来法に比べて、微細かつ金属的なPt助触媒を光触媒上に担持することが可能となった。これにより、有望な可視光応答光触媒である窒化炭素（g-C3N4）の水素生成量を、従来法である光電着法や含浸法と比較して、それぞれ3.5倍と13倍まで高活性化することに成功した。さらに、Pt使用量当たりの活性は、従来法と比較して最大53倍となり、その他の水分解光触媒にも応用可能な汎用的な手法であることを明らかにした。本研究によって、様々な最先端光触媒の更なる高活性化が可能になり、ひいては次世代エネルギー社会の実現に大きく前進すると期待される。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(87 results)
