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窒素アニオンおよび硫黄アニオンを含む半導体光触媒を用いた可視光水分解系の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K17896
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 エネルギー関連化学
研究機関京都大学

研究代表者

東 正信  京都大学, 工学研究科, 助教 (10711799)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード光触媒 / 水分解 / 可視光 / 酸窒化物 / 硫化物 / 光電極 / 可視光水分解 / シアノフェレート / Zスキーム / キャリア密度 / ドーピング / シアノ錯体 / 金属硫化物 / 2段階水分解
研究成果の概要

窒素アニオンまたは硫黄アニオンを含む半導体材料を用いた高効率水分解系の開発を行った。ニオブ系酸窒化物半導体の5価のニオブサイトに、チタンなどの4価のカチオンをドーピングすることでキャリア密度を下げ、光電極性能が向上することを見出した。また適切な助触媒を表面に担持することによって安定に水を酸化できることを見出した。ZnIn2S4硫化物光触媒に亜鉛またインジウムを含むシアノフェレート種を修飾することで、シアノフェレート種が正孔伝達体として機能し、水素生成活性が向上することを見出した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Enhanced Oxygen Evolution on Visible Light Responsive TaON Photocatalysts Co-loaded with Highly Active Ru Species for IO3- Reduction and Co Species for Water Oxidation2017

    • 著者名/発表者名
      Iwase, Y.; Tomita, O.; Higashi, M.; Abe, R.
    • 雑誌名

      Sustainable Energy & Fuels

      巻: - 号: 4 ページ: 748-754

    • DOI

      10.1039/c7se00110j

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Surface-modified metal sulfides as stable H2-evolving photocatalysts in Z-scheme water splitting with a [Fe(CN)6]3?/4? redox mediator under visible-light irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      Shirakawa Takashi、Higashi Masanobu、Tomita Osamu、Abe Ryu
    • 雑誌名

      Sustainable Energy & Fuels

      巻: 1 号: 5 ページ: 1065-1073

    • DOI

      10.1039/c7se00151g

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Porous TaON photoanodes loaded with cobalt-based cocatalysts for efficient and stable water oxidation under visible light2016

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Higashi, Osamu Tomita, Ryu Abe
    • 雑誌名

      Topics in Catalysis

      巻: 1 号: 8-9 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1007/s11244-016-0548-4

    • 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] Photo-assisted electrodeposition of manganese oxide on TaON anodes: effect on water photooxidation capacity under visible light irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      Gujral, S. S; Simonov, N. A.; Fang, X. Y.; Higashi, M.; Abe, R.; Spiccia, L
    • 雑誌名

      Catal. Sci. Technol

      巻: online 号: 11 ページ: 13-13

    • DOI

      10.1039/c5cy01432h

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Cation-doped BaTaO2N Photoanodes for Efficient Photoelectrochemical Water Splitting under Visible Light Irradiation2015

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Higashi, Yuta Yamanaka, Osamu Tomita, Ryu Abe
    • 雑誌名

      APL Materials

      巻: 3 号: 10 ページ: 104418-104418

    • DOI

      10.1063/1.4931487

    • NAID

      120005678209

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photosplitting of Water from Wide-Gap Cu(In,Ga)S2 Thin Films Modified with a CdS Layer and Pt Nanoparticles for a High-Onset Potential Photocathode2015

    • 著者名/発表者名
      Wilman Septina, Gunawan, Shigeru Ikeda, Takashi Harada, Masanobu Higashi, Ryu Abe, Michio Matsumura
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: - 号: 16 ページ: 8576-8583

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b02068

    • 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] Optimization of titania post-necking treatment of TaON photoanodes to enhance water oxidation activity under visible light irradiation2015

    • 著者名/発表者名
      Gujral, S. S; Simonov, N. A.; Higashi, M.; Abe, R
    • 雑誌名

      ChemElectroChem

      巻: 2 号: 9 ページ: 1270-1278

    • DOI

      10.1002/celc.201500224

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 金属硫化物光触媒のメタルシアノフェレート表面修飾による 可視光水素生成反応の高効率化2018

    • 著者名/発表者名
      東 正信、松岡 輝、中田 明伸、冨田 修、阿部 竜
    • 学会等名
      新学術研究領域第1回公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] キャリア密度制御による可視光水分解用 ANbO2N (A = Sr, Ba)光アノードの開発2018

    • 著者名/発表者名
      岩井喬史・東正 信・冨田修・阿部竜
    • 学会等名
      第121回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] メタルシアノフェレート表面修飾による可視光H2生成用硫化物光触媒の高活性化と二段階励起型水分解2018

    • 著者名/発表者名
      松岡輝,東正信,冨田修,阿部竜
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 表面修飾により安定化した金属硫化物光触媒を水素生成系とするZスキーム型可視光水分解2017

    • 著者名/発表者名
      東正信、 白川貴史、 冨田修、 阿部竜
    • 学会等名
      日本化学会 第104春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 表面修飾により安定化した金属硫化物光触媒を水素生成系とするZ スキーム型可視光水分解2017

    • 著者名/発表者名
      松岡輝、 東正信、 冨田 修、 阿部竜
    • 学会等名
      日本化学会 第104春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Surface-modified metal sulfides as stable H2 evolving photocatalyst in Z-scheme water splitting system with [Fe(CN)6]3-/4- redox mediator under visible light irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Higashi, Takashi Shirakawa, Osamu Tomita, Ryu Abe
    • 学会等名
      ICARP2017
    • 発表場所
      Ritsumeikan University, Japan
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface-modified metal sulfides as stable H2 evolving photocatalyst in Z-scheme water splitting system with [Fe(CN)6]3-/4- redox mediator under visible light irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Higashi, Takashi Shirakawa, Osamu Tomita, Ryu Abe
    • 学会等名
      Faraday Discussions
    • 発表場所
      Ritsumeikan University, Japan
    • 年月日
      2017-02-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface-modified metal sulfides as stable H2 evolving photocatalyst in Zscheme water splitting system with [Fe(CN)6]3-/4- redox mediator under visible light irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Higashi, Takashi Shirakawa, Osamu Tomita, Ryu Abe
    • 学会等名
      16th Korea-Japan Symposium on Catalysis
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface-modified metal sulfides as stable H2 evolving photocatalyst in Z-scheme water splitting system with [Fe(CN)6]3-/4- redox mediator under visible light irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Higashi, Takashi Shirakawa, Osamu Tomita, Ryu Abe
    • 学会等名
      231st ECS MEETING
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 可視光応答型光触媒を用いた水分解系の開発2017

    • 著者名/発表者名
      東 正信
    • 学会等名
      テックコネクト
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 表面修飾により安定化した金属硫物光触媒を 水素生成系とするZスキーム型可視光水分解2017

    • 著者名/発表者名
      東 正信、白川 貴史、冨田 修、阿部 竜
    • 学会等名
      第120回 触媒討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 非酸化物系光触媒を用いた 可視光水分解系の開発2017

    • 著者名/発表者名
      東 正信
    • 学会等名
      第2回人工光合成研究拠点 講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 金属イオンドーピングによる可視光水分解用ANbO2N (A = Sr, Ba) 光アノードの高効率化2017

    • 著者名/発表者名
      岩井喬史,東正信,冨田修,阿部竜
    • 学会等名
      第120回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 複合金属シアノ錯体で表面を修飾した硫化物光触媒を用いる高効率可視光水素生成反応2017

    • 著者名/発表者名
      松岡輝,東正信,冨田修,阿部竜
    • 学会等名
      第120回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] カチオンドーピングによる可視光水分解用ANbO2N (A = Sr, Ba) 光アノードの高効率化2017

    • 著者名/発表者名
      岩井喬史,東正信,冨田修,阿部竜
    • 学会等名
      第38回触媒学会若手会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 硫化物光触媒の複合金属シアノ錯体表面修飾による可視光水素生成の高効率化2017

    • 著者名/発表者名
      松岡輝,東正信,冨田修,阿部竜
    • 学会等名
      第38回触媒学会若手会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Carrier density control of ANbO2N (A = Sr, Ba) photoanodes by cation-doping for efficient photoelectrochemical water splitting under visible light2017

    • 著者名/発表者名
      T. Iwai, M. Higashi, O. Tomita, R. Abe
    • 学会等名
      OKCAT2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface modification of metal sulfide photocatalysts with hexacyanometallates as oxidation promoters for efficient H2 evolution in Z-scheme water splitting with [Fe(CN)6]3-/4- redox mediator under visible light2017

    • 著者名/発表者名
      H. Matsuoka, M. Higashi, O. Tomita, R. Abe
    • 学会等名
      OKCAT2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光触媒と再生可能エネルギー2017

    • 著者名/発表者名
      東 正信
    • 学会等名
      東京工業大学附属科学技術高等学校講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of two-step water splitting systems under visible light using sulfide photocatalysts2016

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Higashi, Takashi Shirakawa, Osamu Tomita, Ryu Abe
    • 学会等名
      Japan-France Artificial Photosynthesis Symposium
    • 発表場所
      Ogoto Onsen Komorebi, Japan
    • 年月日
      2016-10-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属硫化物系光触媒を用いた二段階可視光水分解システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      東正信、 白川貴史、 冨田修、 阿部竜
    • 学会等名
      第35 回光がかかわる触媒化学シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-06-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Enhanced Water Oxidation on Metal Oxynitrides Photocatalysts under Visible Light by using Polyoxometalates as Cocatalysts2015

    • 著者名/発表者名
      Yukari Iwase, Osamu Tomita, Masanobu Higashi, Ryu Abe.
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center'
    • 年月日
      2015-12-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 硫化物系光触媒を水素生成系とするフェロシアン化鉄レドックス-2段階可視光水分解2015

    • 著者名/発表者名
      白川 貴史、東 正信、阿部 竜
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] カチオンドーピングによる可視光水分解用BaTaO2N光アノードの高効率化2015

    • 著者名/発表者名
      山中 雄太、東 正信、阿部 竜
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属硫化物系光触媒を用いた 二段階可視光励起水分解システムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      東 正信、白川 貴史、阿部 竜
    • 学会等名
      第34回光がかかわる触媒化学シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学蔵前会館
    • 年月日
      2015-06-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] アークプラズマ蒸着法を用いた金属(酸)窒化物電極の調整とその光電気化学特性2015

    • 著者名/発表者名
      森本 直樹, 東 正信, 阿部 竜
    • 学会等名
      第34回光がかかわる触媒化学シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学蔵前会館
    • 年月日
      2015-06-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Two-step Water Splitting Systems Workable under Visible Light using Sulfide Photocatalysts2015

    • 著者名/発表者名
      白川 貴史, 東正 信, 阿部 竜
    • 学会等名
      触媒学会西日本支部第6回触媒科学研究発表会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2015-06-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication of Metal-doped BaTaO2N Photoanodes for Efficient Water Splitting under Visible Light Irradiation2015

    • 著者名/発表者名
      山中 雄太, 東正 信, 阿部 竜
    • 学会等名
      触媒学会西日本支部第6回触媒科学研究発表会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2015-06-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of two-step water splitting systems under visible light using sulfide photocatalysts2015

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Higashi, Takashi Shirakawa, Ryu Abe
    • 学会等名
      227th ECS Meeting
    • 発表場所
      Chicago
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 阿部研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ehcc.kyoto-u.ac.jp/eh41/home/abe/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ehcc.kyoto-u.ac.jp/eh41/home/abe/

    • 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: 2019-03-29  

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