| 研究課題/領域番号 |
20H00398
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
阿部 竜 京都大学, 工学研究科, 教授 (60356376)
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| 研究分担者 |
佐伯 昭紀 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (10362625)
加藤 大地 京都大学, 工学研究科, 助教 (40906921)
陰山 洋 京都大学, 工学研究科, 教授 (40302640)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
44,850千円 (直接経費: 34,500千円、間接経費: 10,350千円)
2023年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2022年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2021年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2020年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
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| キーワード | 太陽光水素製造 / 人工光合成 / 光触媒 / 半導体 / 水分解 / 可視光利用 / 太陽光 / 水素製造 / キャリアダイナミクス解析 / 層状酸ハロゲン化物 / 半導体光触媒 / キャリアダイナミクス / 可視光 / 量子化学計算 / 時間分解マイクロ波伝導度法 / 機械学習 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、太陽光を用いたクリーンな水素製造技術として期待される半導体光触媒を用いた水分解の飛躍的な高効率化を実現しうる新奇半導体材料を発掘することを目的に、我々が最近見出した層状酸ハロゲン化物光触媒を基点として、理論計算と時間分解マイクロ波伝導度キャリアダイナミクス解析を主軸とする「高速光触媒探索メソッド」を開発し、可視光照射下で高効率に水を分解できる革新的な光触媒体を開発することを目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、太陽光を用いたクリーンな水素製造技術として期待される「半導体光触媒を用いた水分解」の高効率化を実現する新規半導体材料の開発を目的とし、我々が最近見出した高活性層状酸ハロゲン化物光触媒を基点として、理論計算とキャリアダイナミクス解析を主軸とする「高速光触媒探索メソッド」を開発し、これに基づいた新規化合物の合成と可視光水分解への応用を目的とした。独自の手法により有望化合物の絞り込みを行い、種々の新規合成法も取り入れながら、可視光水分解に有望な新規化合物を多数合成した。高い活性を示す新規光触媒を多数見出すとともに、系等的検討により、そのバンド設計や高活性化の指針を新たに示すに至った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
化石燃料に代わるクリーンなエネルギーの開発は、我々人類にとって不可避の最重要課題となっており、半導体光触媒を用いる水の分解は、太陽光エネルギーを利用して水から直接クリーンな「水素」を製造できる手法の１つとして期待され、世界中で活発に研究が進められている。この光触媒材料の開発には、これまでもそして現在も大量の時間と人的資源が投入されており、いち早い実用化のためには、その開発を迅速化することが必須となっている。本研究では、独自の手法を用いることで、その時間短縮が可能なことを実証するとともに、いくつかの有望な材料を見出すに至っており、本成果は本研究分野における開発促進に大きく貢献すると考えられる。
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