| 研究課題/領域番号 |
09650915
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
工業物理化学
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| 研究機関 | 奈良工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
泉 生一郎 奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (50043477)
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| 研究分担者 |
石丸 裕二 奈良工業高等専門学校, 化学工学科, 助手 (70270311)
京兼 純 奈良工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (50043469)
片倉 勝己 奈良工業高等専門学校, 化学工学科, 助教授 (80169466)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
1998年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1997年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 光化学ダイオード / 光エネルギー変換 / 二酸化炭素固定 / 光触媒 / 黒鉛層間化合物 |
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| 研究概要 |
本研究は、光エネルギー変換素子としての『生成物分離型光化学ダイオード』の動作機能を確認するとともに、二酸化炭素の還元により有機化合物を合成することを目的としており、平成9年度と平成10年度の2年間の計画で実施したものである。得られた研究成果の概要は以下の通りである。
1. n-TiO_2/Tiの薄板で、K_2SO_4水溶液とKHCO_3水溶液の2種の電解質溶液を完全に分離し、2室セルとした生成物分離型光化学ダイオードを作製した。K_2SO_4水溶液と接するTiO_2面へのXe光照射により、TiO_2側では水分解による酸素発生、暗部Ti金属側ではもっぱら水素発生が起こった。これらのことから、光化学ダイオードの電荷分離と両サイトにおける酸化還元反応の機能を確認した。
2. Ti金属面にあらかじめ銅を電祈させてn-TiO_2/Ti/Cuタイプの光化学ダイオードとし、上記と同じ条件下で光照射を行うと、水素以外に二酸化炭素からの還元生成物としてメタン、エチレン、一酸化炭素が発生し、光化学ダイオードによる二酸化炭素還元が可能なことを明らかにした。
3. さらに銅表面に銀を電析させ、銅と銀の表面比率を変えることにより、二酸化炭素還元からの生成物分布に選択性をもたらすことができた。例えば、銀の比率を大きくすると、メタンとエチレンの生成割合が逆転し、表面が全て銀で覆われたときには一酸化炭素の発生が優先することが分かった。
4. n-TiO_2に代わる新規の光エネルギー変換用材料として黒鉛層間化合物に着目し、塩化物黒鉛層間化合物について光感応性を見出した。さらに、アノード分極下でn型半導体、カソード分極下でp型半導体的な挙動を示すことを明らかにした。また光触媒として働き、水分解により水素を生成することを見出した。
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