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プラズモニックナノ構造光触媒の創製と実用的な完全水分解

研究課題

研究課題/領域番号 18K04701
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分26020:無機材料および物性関連
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

河村 剛  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10548192)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード水分解 / 水素製造 / ナノ構造 / 光触媒 / 光触媒電極 / 表面プラズモン共鳴 / ナノ複合材料 / プラズモニック光触媒電極 / 太陽光水分解 / プラズモニック光触媒 / 銀ナノロッド / チタニアナノチューブアレイ
研究成果の概要

自然エネルギーである太陽光を用いて水を分解することで、クリーンな水素エネルギーを製造する技術は、現代のエネルギー・環境問題の解決に寄与できる可能性を秘めている。本研究では、大比表面積を有するナノ構造光触媒およびナノ構造光触媒電極を作製し、表面プラズモン共鳴による特性向上を実施することで、実用的な水分解水素製造の可能性を調査した。結果として、表面プラズモン共鳴による機能増強が起きる条件を見出すことができ、今後の研究に資する重要な知見を得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

太陽光で水を分解して水素を製造する技術は、エネルギー・環境問題解決の視点から重要視されている。本研究では、ナノ構造光触媒およびナノ構造光触媒電極を作製するプロセスの開発と、その水分解特性を向上させるために表面プラズモン共鳴を応用する際に重要となる知見を得ることに成功した。太陽光水分解・水素製造は、今後成長が期待される研究分野であり、未だ未開拓と言える表面プラズモン共鳴を応用した研究に対して、本研究成果は、学術的・社会的に大きな意義がある。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Nile University/Egyptian Petroleum Research Institute/Atomic Energy Authority(エジプト)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Nanocomposite matrix conjugated with carbon nanomaterials for photocatalytic wastewater treatment2021

    • 著者名/発表者名
      Abd Elkodous M.、S. El-Sayyad Gharieb、Abdel Maksoud M.I.A.、Kumar Rajesh、Maegawa Keiichiro、Kawamura Go、Tan Wai Kian、Matsuda Atsunori
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous Materials

      巻: 410 ページ: 124657-124657

    • DOI

      10.1016/j.jhazmat.2020.124657

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A review on plasmonic nanoparticle-semiconductor photocatalysts for water splitting2021

    • 著者名/発表者名
      Abouelela Marwa Mohamed、Kawamura Go、Matsuda Atsunori
    • 雑誌名

      Journal of Cleaner Production

      巻: 294 ページ: 126200-126200

    • DOI

      10.1016/j.jclepro.2021.126200

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Carbon-dot-loaded CoxNi1-xFe2O4;x=0.9/SiO2/TiO2 nanocomposite with enhanced photocatalytic and antimicrobial potential: An engineered nanocomposite for wastewater treatment2020

    • 著者名/発表者名
      Abd Elkodous M.、El-Sayyad Gharieb S.、Youssry Sally M.、Nada Hanady G.、Gobara Mohamed、Elsayed Mohamed A.、El-Khawaga Ahmed M.、Kawamura Go、Tan Wai Kian、El-Batal Ahmed I.、Matsuda Atsunori
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 11534-11534

    • DOI

      10.1038/s41598-020-68173-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 酸化物半導体をベースとしたプラズモニック光触媒による水分解2020

    • 著者名/発表者名
      河村剛
    • 雑誌名

      月刊ファインケミカル

      巻: 49 ページ: 12-19

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Metal oxide for heavy metal detection and removal2020

    • 著者名/発表者名
      N. Alias et al.
    • 雑誌名

      Metal Oxide Powder Technologies: Fundamentals, Processing, Methods and Applications

      巻: - ページ: 299-332

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-817505-7.00015-4

    • ISBN
      9780128175057
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Oxide nanotubes formation by anodic process and their application in photochemical reactions for heavy metal removal2020

    • 著者名/発表者名
      N. Alias et al.
    • 雑誌名

      Metal Oxide Powder Technologies: Fundamentals, Processing, Methods and Applications

      巻: - ページ: 277-303

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-816706-9.00008-x

    • ISBN
      9780128167069
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of Plasmonic Photocatalysts for Water Splitting2019

    • 著者名/発表者名
      Kawamura Go、Matsuda Atsunori
    • 雑誌名

      Catalysts

      巻: 9 号: 12 ページ: 982-982

    • DOI

      10.3390/catal9120982

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] SrTiO3ナノチューブ光触媒電極の開発2021

    • 著者名/発表者名
      大室智紀・松田厚範・河村剛
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2021年年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] CoPi 担持 TiO2/Al ナノボイドプラズモニック光触媒の作製及び特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      山内新吾・武藤浩行・松田厚範・河村剛
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2021年年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 表面プラズモン共鳴を利用した 様々なデバイスの開発2020

    • 著者名/発表者名
      河村剛
    • 学会等名
      東海化学工業会セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] チタニア及びチタン酸バリウムナノチューブアレイの作製とその光電気化学特性2020

    • 著者名/発表者名
      濱川隼輔・大室智紀・松田厚範・河村剛
    • 学会等名
      日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ナノ構造を有する金属基板を用いたプラズモニック光触媒2019

    • 著者名/発表者名
      中山 勇輝、山内 新吾、武藤 浩行、松田 厚範、河村 剛
    • 学会等名
      日本セラミックス協会東海支部2019年度学術研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄ベースナノ粒子の合成と光触媒特性2019

    • 著者名/発表者名
      三崎 達大、武藤 浩行、松田 厚範、河村 剛
    • 学会等名
      日本セラミックス協会東海支部2019年度学術研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノ周期構造を有する TiO 2 Al プラズモニック光触媒2019

    • 著者名/発表者名
      山内新吾・河村剛・武藤浩行・松田厚範
    • 学会等名
      日本セラミックス協会東海支部若手セラミスト懇話会第58回夏期セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 銀析出チタニアナノチューブ光電極の作製と水の完全分解2019

    • 著者名/発表者名
      藤田浩輔・河村剛・武藤浩行・松田厚範
    • 学会等名
      第57回セラミックス基礎討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 銀-チタニアナノチューブコンポジット光電極の作製と水分解能評価2019

    • 著者名/発表者名
      藤田浩輔・河村剛・武藤浩行・松田厚範
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 撥水・撥油・親水性材料の開発動向2021

    • 著者名/発表者名
      穂積 篤、他
    • 総ページ数
      265
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781315966
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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