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高効率二段階励起型水分解系の構築を目的とした新規レドックス対の設計と開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K14321
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分36020:エネルギー関連化学
研究機関京都大学

研究代表者

冨田 修  京都大学, 工学研究科, 助教 (40801303)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019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)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードレドックス対 / ポリオキソメタレート / 二段階励起型水分解 / 半導体 / 光触媒 / 水素生成 / 可視光 / バナジウムの価数変化 / 新規レドックス対 / 酸化還元電位
研究成果の概要

太陽光を利用したクリーンな水素製造法として,半導体光触媒を用いた二段階励起型水分解系が報告されている.水素生成と酸素生成にそれぞれ異なる光触媒が用いられ,水溶液中に添加したレドックス対が,両者間の電子伝達を担う.本課題では,ポリオキソメタレート材料をベースとして効率的に電子伝達を行うレドックス対の開発を行い,水分解系に適用可能な新規レドックス対を適用し,水素と酸素の同時生成を実証した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

二段階励起型水分解系に適用可能なレドックス対は少なく,本系に適したレドックス対の物性は不明な状況にあった.したがって本系の高効率化には,光触媒材料の開発のみならず,電子伝達を効率的に行うレドックス対の開発もまた重要な戦略となり,物性が水分解効率に与える影響を体系的に議論する必要があった.本成果は,物性が異なるレドックス対を新たに見出したことにあり,水分解効率向上に向けた知見を与えるものである.

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018

すべて 学会発表 (11件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件)

  • [学会発表] Visible Light Driven Z-scheme Water Splitting with Transition Metal-substituted Polyoxometalate as an Effective Shuttle Redox Mediator2019

    • 著者名/発表者名
      Osamu Tomita, Hiroki Naito, Kohei Tsuji, Ryu Abe
    • 学会等名
      ICARP2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transition Metal-substituted Polyoxometalate as an Effective Shuttle Redox Mediator in Z-scheme Water Splitting into H2 and O2 under Visible Light2019

    • 著者名/発表者名
      Osamu Tomita, Hiroki Naito, Kohei. Tsuji, Yukari Iwase, Akinobu Nakada, Masanobu Higashi, Ryu Abe
    • 学会等名
      OKCAT2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 遷移金属置換型ポリオキソメタレートをレドックス対とする二段階励起型水分解2019

    • 著者名/発表者名
      冨田 修, 内藤 大樹, 阿部 竜
    • 学会等名
      第124回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Two-step Water Splitting Under Visible Light by Using Polyoxometalate as Shuttle Redox Mediator2019

    • 著者名/発表者名
      Osamu Tomita, Hiroki Naito, Yukari Iwase, Kohei Tsuji, Akinobu Nakada, Masanobu Higashi, Ryu Abe
    • 学会等名
      SP7 7th International Conference on Semiconductor Photochemistry
    • 関連する報告書
      2019 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による水素生成と物質変換反応2019

    • 著者名/発表者名
      冨田修
    • 学会等名
      コロキウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visible Light Driven Z-scheme Water Splitting with Transition Metal-substituted Polyoxometalate as Shuttle Redox Mediator2019

    • 著者名/発表者名
      Osamu Tomita, Hiroki Naito, Ryu Abe
    • 学会等名
      FMOCS VI (Frontiers in Metal Oxide Cluster Science)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Water splitting under visible light by using transition-metal substituted polyoxometalate as shuttle redox mediator2018

    • 著者名/発表者名
      Osamu Tomita, Hiroki Naito, Yukari Iwase, Kohei Tsuji, Akinobu Nakada, Masanobu Higashi, Ryu Abe
    • 学会等名
      Artificial Photosynthesis Faraday Discussion
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遷移金属置換型ポリオキソメタレートを電子伝達体とする二段階励起型水分解2018

    • 著者名/発表者名
      冨田修,内藤大樹,中田明伸,東正信,阿部竜
    • 学会等名
      第123回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Water Splitting under Visible Light by  Using Transition-metal Substituted Polyoxometalate as Shuttle Redox Mediator2018

    • 著者名/発表者名
      Osamu Tomita, Hiroki Naito, Yukari Iwase, Kohei Tsuji, Akinobu Nakada, Masanobu Higashi, Ryu Abe
    • 学会等名
      International Symposium on Solar Energy Materials
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visible Light Driven Z-scheme Water Splitting with Transition Metal Substituted Polyoxometalates as Shuttle Redox Mediators2018

    • 著者名/発表者名
      Osamu Tomita, Hiroki Naito, Yukari Iwase, Kohei Tsuji, Akinobu Nakada, Masanobu Higashi, Ryu Abe
    • 学会等名
      The 8th Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology(TOCAT8)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Z-scheme Water Splitting by Using Transition Metal-substituted Polyoxometalates as Shuttle Redox Mediators under Visible Light2018

    • 著者名/発表者名
      Osamu Tomita, Hiroki Naito, Yukari Iwase, Kohei Tsuji, Akinobu Nakada, Masanobu Higashi, Ryu Abe
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry(ICCC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-12-28  

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