| 研究課題/領域番号 |
21K05240
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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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| 審査区分 |
小区分36020:エネルギー関連化学
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| 研究機関 | 東京大学 (2022-2023)
東北大学 (2021) |
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研究代表者 |
熊谷 啓 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (80761311)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 半導体光触媒 / 人工光合成 / 電気化学 / 電子伝達 / Zスキーム / 光触媒 / 半導体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
可視光を用いた2光子励起（Zスキーム）型光触媒反応について，光触媒間の光励起電子の伝達過程に着目した反応系とその解析手法の開発を行う。光触媒とそれをつなぐ電子伝達剤の電位関係を詳細に設計し，触媒活性に及ぼす影響について系統的な知見を確立する。加えて，実反応に近い条件下での電気化学手法による電子伝達過程の解析・制御手法の開発を行う。これらを通じて高い活性と機能を発現する光触媒系の実現を目指す。
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| 研究成果の概要 |
人工光合成型のZスキーム型光触媒系について、活性・機能向上のボトルネックと想定される光触媒間の光励起電子の伝達過程における知見を深めることを目的とし、種々の電子伝達剤の開発とそれらを用いた光触媒反応の評価によって熱力学的な制御による系統的な開発を行った。加えて、電気化学手法によって直接的に電子伝達過程を評価する解析制御手法を開発した。これら知見を組み合わせることで、高機能な光触媒系設計を目指した設計指針の構築の基礎となる評価手法を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
無尽蔵な太陽光のエネルギーを用いた化学資源の創出は、持続可能なエネルギー利用と将来の炭素循環型社会の実現に向けた重要な課題の一つである。2種の半導体光触媒と電子伝達剤を組み合わせた2光子励起（Zスキーム）型の光触媒系はエネルギー蓄積（人工光合成）型の物質変換反応系として期待されている。本研究ではその機能向上を目的として、光触媒間の光励起電子の伝達過程に着目をした開発を行った。
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