| 研究課題/領域番号 |
21K14719
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
鈴木 肇 京都大学, 工学研究科, 助教 (10862873)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 人口光合成 / 光触媒 / 水分解 / 可視光 / 酸ハロゲン化物 / 水素製造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、近年高効率水分解用光触媒として期待されている「層状酸ハロゲン化物」の構造活性相関を追究し、設計指針に関する知見を深めると共に、新規酸ハロゲン化物光触媒の開発とその活性向上に取り組む。DFT計算とマイクロ波分光を組み合わせた積層パターンの精密設計・バルク性能最適化や、STEM観察・各種時間分解分光・電気化学測定による表面構造の観察・最適助触媒担持によって、新規酸ハロゲン化物光触媒の探索と活性の向上を論理的・効率的に推し進め、高効率水分解の実証を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、層状酸ハロゲン化物光触媒の構造活性相関の解明を目的として、①新規Sillen型酸ハロゲン化物光触媒の開発とその詳細なバンド構造解析、②Sillen-Aurivillius構造を有する新規多層ペロブスカイト酸ヨウ化物光触媒の合成、に取り組んだ。①については、Sillen型酸ハロゲン化物光触媒SrBi3O4Cl3を新たに開発し、類似物質との詳細なバンド構造比較によって、この物質の示す特異的な可視光吸収の起源を明らかにした。②については、新規多層ペロブスカイト酸ヨウ化物の合成と物性・活性評価を行い、ヨウ素の導入がバンド位置や光吸収、光触媒活性に与える影響を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
クリーンな水素製造技術の一つとして半導体光触媒を用いた水分解が注目され、太陽光スペクトルの大部分を占める可視光を利用可能な新規水分解用光触媒の開発が盛んに行われている。本研究では、Sillen(-Aurivillius)型層状酸ハロゲン化物の各層（フルオライト層、ペロブスカイト層、ハロゲン層）が電子物性や光触媒活性に与える影響の解明に取り組み、新規酸ハロゲン化物光触媒の開発とその物性・活性評価を通じて、その一端を明らかにした。得られた知見を今後の材料開発にフィードバックすることで、光触媒として最適な構造を有する酸ハロゲン化物を設計できれば、本系の水分解効率の大幅な向上も期待できる。
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