| 研究課題/領域番号 |
20K05691
|
|---|
| 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36020:エネルギー関連化学
|
|---|
| 研究機関 | 東京理科大学 |
|---|
研究代表者 |
永田 衞男 東京理科大学, 工学部工業化学科, 准教授 (00756778)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
|
|---|
| キーワード | バイオ太陽電池 / 光合成材料 / アップコンバージョン / 光化学系1 / 酸化チタン / 近赤外光 / 太陽電池 / 光水素発生 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
光エネルギーで「電気」も「材料」も作るバイオ光エネルギー変換として、可視光のみならず、近赤外光を利用した光水素発生および太陽電池を開発することが目的である。本国の産業ならびに生活を発展させるためには、光エネルギー変換のさらなる変換効率向上が求められる。その戦略の１つが、より広範囲の波長の光を吸収させることである。本研究では、アップコンバージョン発光と光合成材料およびその類似化合物を組み合わせることで、この近赤外光の利用を検討する。
|
| 研究成果の概要 |
光合成材料（クロロフィル含有タンパク質）は、太陽光と水と少しの栄養で培養できるため、環境への負荷が小さく、安全で枯渇の心配のないエネルギー源として利用が期待できる。これをエネルギー源として活用するために、より広範囲の波長の光を吸収させることが必要である。この問題を解決するために、我々はアンテナ色素として蛍光体およびアップコンバージョン発光体を光合成材料と組み合わせることにより、より広範囲の光を吸収できるバイオ太陽電池を作成した。蛍光体の導入でその効率は増加し、近赤外光レーザーでの励起で光電流を確認することができた。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光合成材料は、環境への負荷が小さく、安全で枯渇の心配のないエネルギー源として利用が期待できるが、緑色や近赤外の光を吸収できない。今回、人工的に光捕集できる色素を組み合わせることにより、太陽電池の電流値の向上が確認できた。特に800 nm以長の近赤外光は、太陽光の約49%を占めるにも関わらず、植物および人工系においても現在ほとんど利用されていない。今回の知見を生かして、よりよい光エネルギー変換デバイスの開発が期待できる。
|
