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太陽光を利用したストラティファイド光触媒による環境修復とエネルギー生成

研究課題

研究課題/領域番号 11555266
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 資源開発工学
研究機関東北大学

研究代表者

田路 和幸  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10175474)

研究分担者 高橋 英志  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90312652)
篠田 弘造  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10311549)
バラチャンドラン ジャヤデワン (バラチャンドラン ジャヤデクン)  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80261593)
粕谷 厚生  東北大学, 学際科学研究センター, 教授 (10005986)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
13,800千円 (直接経費: 13,800千円)
2001年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2000年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
1999年度: 6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
キーワード太陽光エネルギー / 光触媒 / ストラティファイド / 水素生成反応 / 環境修復 / ストラティファイド光触媒 / ZnS光触媒 / CdS光触媒 / 水素発生 / 太陽光 / 光エネルギー / ZnS / 環境 / ZnO / クラスター / エネルギー
研究概要

本研究は、太陽光エネルギーを化学エネルギーに変換する触媒と反応系の開発・評価ならびに反応溶液中の硫黄化合物の有効利用に基づいた環境修復を目指すものである。本研究で扱う光触媒は天然のプロセスを利用した新しい着想の触媒調製方法を用いて、ストラティファイド構造と結晶性の良い超微粒子を組み合わせることにより開発されたものであり、硫黄化合物を含む反応溶液からの水素生成反応に高い活性を示す光触媒である。
平成11〜12年度は可視光応答性ストラティファイド光触媒の開発、ストラティファイド光触媒を用いた水素生成反応における反応機構の検討、硫黄化合物を取り込んだ反応系の硫黄の無害化と固定化について実験を行ってきた。
平成13年度は前年度における硫酸系イオンを含んだ反応溶液の研究の流れから、亜硫酸イオンを触媒調製時に用いることで、反応性が高く、可視光が利用可能なCdSストラティファイド光触媒を見出し、太陽光を利用した水素の生成に成功した。これに伴い、実用化を意識した反応系として海水を利用した反応系について検討を行った。実験により海水は光触媒反応溶液として十分利用し得ることが判明した。また海水を利用した反応溶液の調製過程において海水中の金属イオンを硫化物の沈殿として回収することに成功し、貴金属イオンの回収および有害重金属イオンの除去方法としての可能性を見出した。
今後の目標として、水の完全分解を目指した反応溶液のリサイクル方法においてはFeイオンを利用した反応溶液中の硫黄の回収ならびに回収硫黄を用いた水熱反応による反応溶液の再生、硫化水素生成細菌を利用した反応溶液の再生についての検討を行う予定である。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] K.Shinoda: "Local Structure and Photocatalytic Property in ZnS Cluster Films"Proc. Int. Symp. on Cluster Assembled Mater. IPAP Conf.. Series 3. 71-74 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Arai: "Synthsis of Stratified Semiconductors for Photocatalytic Hydrogen Generation"Proc. Int. Symp. on Cluster Assembled Mater. IPAP Conf.. Series 3. 75-78 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G.Milczarek: "Novel method for the electrodeposition of thin ZnS films based on cathodic reduction of polysulfide in the presence of zinc hydroxyl complex"Proc. Int. Symp. on Cluster Assembled Mater. IPAP Conf.. Series 3. 67-70 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Mamykin: "Characterization and optimization of electrodeposited CdS thin films for photoelectrochemical cells"Proc. Int. Symp. on Cluster Assembled Mater. IPAP Conf.. Series 3. 63-66 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田路 和幸: "太陽光による新しい水素製造システム"エネルギー・資源. Vol.23. 15-20 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田路 和幸: "イオウ利用の新展開 -太陽光を利用して硫化水素から水素を作る -"硫酸と工業. Vol.55. 7-14 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Shinoda, H. Ohshima, Y. Sato, T. Ogawa, B. Jeyadevan, A. Kasuya, K. Tohji: "Local Structure and Photocatalytic Property in ZnS Cluster Films"Proc. Int. Symp. on Cluster Assembled Mater. IPAP Conf. Series 3. 71-74 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Arai, S. Sakima, H. Yoshimura, K. Shinoda, B. Jeyadevan, K. Tohji, A. Kasuya, Y. Nishina: "Synthesis of Stratified Semiconductors for Photocatalytic Hydrogen Generation"Proc. Int. Symp. on Cluster Assembled Mater. IPAP Conf. Series 3. 75-78 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G. Milczarek, A. Kasuya, S. Mamykin, T. Arai, K. Tohji, K. Shinoda: "Novel Method for the Electrodeposition of Thin ZnS Films Based on Cathodic Reduction of Polysulfide in the Presence of Zinc Hydroxyl Complex"Proc. Int. Symp. on Cluster Assembled Mater. IPAP Conf. Series 3. 67-70 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Mamykin, G. Milczarek, A. Kasuya, K. Shinoda, B. Jeyadevan, K. Tohji: "Characterization and Optimization of Electrodeposited CdS Thin Films for Photo-electrochemical Cells"Proc. Int. Symp. on Cluster Assembled Mater. IPAP Conf. Series 3. 63-66 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tohji: "Innovative Uses of Sulfur - A New Perspective for Solar Energy -"Sulphuric Acid and Industry. 55. 7-14 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tohji: "A New Perspective for Solar Energy Based Hydrogen Generation System"Energy and Resources. 23. 15-20 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Arai: "Synthsis of Stratified Semiconductors for Photcatalytic Hydrogen Generation"Proc. Int. Symp. on Cluster Assembled Mater. IPAP Conf.. Series3. 5-8 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Shinoda: "Local Structure and Photocatalytic Property in ZnS Cluster Films"Proc. Int. Symp. on Cluster Assembled Mater. IPAP Conf.. Series 3. 71-74 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] G.Milczarek: "Novel method for the electrodeposition of thin ZnSfilms based on cathodic reduction of polysulfide in the presence of zinc hydroxyl complex"Proc. Int. Symp. on Cluster Assembled Mater. IPAP conf.. Series 3. 67-70 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Mamykin: "Characterization and optimization of electrodeposited CdS thin films for photoelectrochemical cells"Proc. Int. Symp. on Cluster Assembled Mater. IPAP Conf.. Series 3. 63-66 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] B.Sundarakannan: "Investigation on the Effect of Particle Size of CdS Film on Photoelectrochemical Properties"Proc. Int. Symp. on Cluster Assembled Mater. IPAP Conf.. Series 3. 59-62 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 荒井健男: "Synthesis of Stratified Semiconductors for Photocatalytic Hydrogen Generation"The Electrochemical Society, Meeting Abstracts 197th society meeting. Vol.2000-1. 607 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 秋本結輝: "Synthesis of Higher Dimeric Fullerene oxides"The Electrochemical Society, Meeting Abstracts 197th society meeting. Vol.2000-1. 696 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤義倫: "Purification of MWNTs Using HIDE Method"The Electrochemical Society, Meeting Abstracts 197th society meeting. Vol.2000-1. 718 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 小川貴之: "Automation of Purification for Single-walled Nanotubes"Abstracts of the 19th Fullerene General Symposium 第19回. 7 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 小川貴之: "Automation of Purification for Single-walled Nanotubes"Abstracts of International Symposium on Nanonetwork Material. 63 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] バラチャンドラン ジャャデワン: "SWNTs Synthesized in External Magnetic Field"Abstracts of International Symposium on Nanonetwork Material. 84 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] O.Perez: "Ambient-Temperature Eynthesis of metal-bearuig ferritte : how and why ?"J. Alloys and Compounds. 290. 129-136 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tsunekawa: "Ulfraviolet Absorption Spectra of CeO, Nano-particles"Materials Science Forum. 215-317. 439-444 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 藤田直幸: "F-B電析膜のキャラクタリビーション"日本応用磁気学会誌. 23. 1197-1200 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] R.Siramoham: "Liquid Chromatography Used Size-Separation the Amphiphilic-Molecules Stabilized Nano-Particles"Nano Structured Materials. 12. 89-94 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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