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太陽光エネルギーを利用したプラズモン誘起アンモニア合成

研究課題

研究課題/領域番号 15K17438
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 ナノ材料化学
研究機関北海道大学

研究代表者

押切 友也  北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (60704567)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードアンモニア / プラズモン / 人工光合成 / エネルギー変換 / 光触媒 / ナノ材料 / 再生可能エネルギー / 局在表面プラズモン共鳴
研究成果の概要

プラズモン誘起アンモニア合成について検討、改良を行った。陽極として金ナノ粒子を担持したチタン酸ストロンチウムを、陰極として助触媒として働く遷移金属をもちいて、光アンモニア合成について検討した。計算化学による予測に基づき、ジルコニウム/ジルコニア複合物を助触媒として用いると可視光照射下でほぼ選択的にアンモニア合成が進行することを明らかとした。さらに、このとき電子源として水を用いて反応させると、窒素の還元によりアンモニアが、水の酸化により酸素が生成したことから、水と窒素ガス、可視光によりアンモニアを合成することに成功した。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 8件、 招待講演 5件) 図書 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Water splitting using a three-dimensional plasmonic photoanode with titanium dioxide nano-tunnels2017

    • 著者名/発表者名
      R. Takakura, T. Oshikiri, K. Ueno, X. Shi, T. Kondo, H. Masuda and H. Misawa
    • 雑誌名

      Green Chemistry

      巻: 印刷中 号: 10 ページ: 2398-2405

    • DOI

      10.1039/c6gc03217f

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Plasmon-induced photoelectrochemical biosensor for in situ real-time measurement of biotin-streptavidin binding kinetics under visible light irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      J. Guo, T. Oshikiri, K. Ueno, Xu Shi, H. Misawa
    • 雑誌名

      Anal. Chim. Acta.

      巻: 957 ページ: 70-75

    • DOI

      10.1016/j.aca.2016.12.025

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Versatile plasmonic-effects at the interface of inverted perovskite solar cells2017

    • 著者名/発表者名
      A. E. Shalan, T. Oshikiri, H. Sawayanagi, K. Nakamura, K. Ueno, Q. Sun, H.-P. Wu, E. W.-G. Diau, H. Misawa
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 9 号: 3 ページ: 1229-1236

    • DOI

      10.1039/c6nr06741g

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cobalt Oxide (CoOx) as an Efficient Hole-extracting Layer for High-performance Inverted Planar Perovskite Solar Cells2016

    • 著者名/発表者名
      A. E. Shalan, T. Oshikiri, S. Narra, M. M. Elshanawany, K. Ueno, H.-P. Wu, K. Nakamura, X. Shi, E. W.-G. Diau, H. Misawa
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      巻: 8 号: 49 ページ: 33592-33600

    • DOI

      10.1021/acsami.6b10803

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Exploring Coupled Plasmonic Nanostructures in the Near Field by Photoemission Electron Microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      H. Yu, Q. Sun, K. Ueno, T. Oshikiri, A. Kubo, Y. Matsuo, and H. Misawa
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 10 号: 11 ページ: 10373-10381

    • DOI

      10.1021/acsnano.6b06206

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 局在表面プラズモンを活用した人工光合成2016

    • 著者名/発表者名
      押切 友也, 上野 貢生, 三澤 弘明
    • 雑誌名

      光化学

      巻: 47 ページ: 2-8

    • NAID

      40020839211

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Selective dinitrogen conversion to ammonia using water and visible light via plasmon-induced charge separation2016

    • 著者名/発表者名
      T. Oshikiri, K. Ueno, H. Misawa
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 号: 12 ページ: 3942-3946

    • DOI

      10.1002/anie.201511189

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Plasmon-induced Artificial Photosynthesis2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ueno, T. Oshikiri, Y. Zhong, X. Shi, and H. Misawa
    • 雑誌名

      Interface Focus

      巻: 5 号: 3 ページ: 20140082-20140082

    • DOI

      10.1098/rsfs.2014.0082

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Plasmon-enhanced light energy conversion using gold nanostructured oxide semiconductor photoelectrodes2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ueno, T. Oshikiri, K. Murakoshi, H. Inoue, H. Misawa
    • 雑誌名

      Pure and Applied Chemistry

      巻: 87 号: 6 ページ: 547-555

    • DOI

      10.1515/pac-2014-1120

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Quantitative evaluation of ammonia photosynthesis using plasmon photoanode2017

    • 著者名/発表者名
      押切友也、上野貢生、三澤弘明
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(横浜市、神奈川)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Plasmon Induced N2 Conversion into Ammonia Using Water and Visible Light2016

    • 著者名/発表者名
      T. Oshikiri, K. Ueno, H. Misawa
    • 学会等名
      9th Asian and Oceanian Photochemistry Conference
    • 発表場所
      Singapore, Singapore
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] N2 fixation into ammonia via plasmon-induced charge separation2016

    • 著者名/発表者名
      T. Oshikiri, K. Ueno, H. Misawa
    • 学会等名
      Grobal Artificial Photosynthesis Workshop
    • 発表場所
      Canberra, Australia
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visible-Light Responsible Ammonia Synthesis from Dinitrogen via Plasmon-Induced Charge Separation2016

    • 著者名/発表者名
      T. Oshikiri
    • 学会等名
      229th ECS Meeting
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2016-05-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plasmon-induced ammonia synthesis from dinitrogen, water and visible light2016

    • 著者名/発表者名
      T. Oshikiri
    • 学会等名
      Asian International Symposium -photochemistry- at 96th Annual Meeting of Chemical Society of Japan
    • 発表場所
      Doshisha University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visible-light Driven Ammonia Synthesis from N2 via plasmon-induced charge separation2016

    • 著者名/発表者名
      T. Oshikiri
    • 学会等名
      “Renewable Energy: Solar Fuels” Gordon Research Conference
    • 発表場所
      Renaissance Tuscany II Ciocco, Lucca, Italy
    • 年月日
      2016-02-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plasmon-induced artificial photosynthesis using gold nanostructured oxide semiconductor photoelectrodes2015

    • 著者名/発表者名
      H. Misawa, Y. Zhong, T. Oshikiri, Y. Mori, K. Ueno
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACHIFICHEM) 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective nitrogen fixation to ammonia via plasmon-induced charge separation2015

    • 著者名/発表者名
      T. Oshikiri, K. Ueno, H. Misawa
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACHIFICHEM) 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属ナノ微粒子を用いたプラズモン誘起光化学反応2015

    • 著者名/発表者名
      上野 貢生、押切 友也、三澤 弘明
    • 学会等名
      第5回化学フェスタ2015
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • 年月日
      2015-10-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水を電子源とした窒素還元によるアンモニア光合成2015

    • 著者名/発表者名
      押切友也、上野貢生、三澤弘明
    • 学会等名
      2015年光化学討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Nitrogen Conversion to Ammonia via Plasmon-induced Charge Separation2015

    • 著者名/発表者名
      T. Oshikiri, K. Ueno, H. Misawa
    • 学会等名
      27th International Conference on Photochemistry (ICP2015)
    • 発表場所
      ICC Jeju, Jeju Island, Korea
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 「可視光を用いた空中窒素固定によるアンモニア合成」、月刊ファインケミカル、特集 アンモニア合成の最新動向、分担執筆2016

    • 著者名/発表者名
      押切友也、上野貢生、三澤弘明
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] 「可視光を用いた空気中の窒素からの人工光合成によるアンモニア合成」、アンモニアを用いた水素エネルギーシステム、分担執筆2015

    • 著者名/発表者名
      押切友也、上野貢生、三澤 弘明
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] 「近赤外捕集アンテナ技術の開発と太陽電池への応用」、近赤外・紫外線-波長変換と光吸収増大による太陽電池の高効率化技術」、分担執筆、第2章、第4節2015

    • 著者名/発表者名
      三澤弘明、上野 貢生、押切友也
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      S&T出版
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] https://www.hokudai.ac.jp/news/160302_es_pr.pdf

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 可視光・水・空中窒素からのアンモニアの合成に成功

    • URL

      https://www.hokudai.ac.jp/news/160302_es_pr.pdf

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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