| 研究課題/領域番号 |
17K05961
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
エネルギー関連化学
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
泉 康雄 千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (50251666)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 低炭素化学 / 再生可能エネルギー / 触媒・化学プロセス / 太陽電池 / 二酸化炭素 / 光燃料化 / 同位体標識 / 光触媒 / 二酸化炭素光燃料化 |
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| 研究成果の概要 |
二酸化炭素の光燃料化を中心に基礎的研究を行った。再生可能エネルギーにより、CO2を再び燃料にすることができれば、新たなカーボンニュートラルサイクルを構築できる。継続研究を基に、層状複水酸化物およびTiO2を基にして、高圧条件および精密制御積層膜をテストしたが、試料中炭酸イオンおよび結晶水等の存在のため、CO2からメタノールおよびメタン生成経路を証明できなかった。そこで、ZrO2に銀および金を添加した触媒を開拓し、質量クロマトグラムの経時追跡により、13CO2から13CO生成を直接証明した。さらに、X線スペクトルにより、銀および金が光を熱に変換し、活性化水素によりCO2還元が進むことを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
CO2の光燃料化の研究は広く行われているが、CO2からの反応経路を明らかにした研究は非常に限られている。本研究では同位体標識13CO2を用いて、質量クロマトグラムにより13CO2から12COへの経路を直接明らかにした点に学術的意義がある。赤外スペクトルも併用することで、光触媒表面での13CO2からの変換も明らかにしている。X線スペクトルにより、銀および金が光を吸収し、それが熱に変わる際の温度変化をCO2光燃料化反応中に追跡する方法も確立した。並行して実施した、単セルで2 V以上得られる光触媒式太陽電池と合わせて、実用化も目指す点で社会的意義も有する。
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