| 研究課題/領域番号 |
21K14722
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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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小区分36020:エネルギー関連化学
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| 研究機関 | 大阪公立大学 (2022-2023)
大阪市立大学 (2021) |
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研究代表者 |
山本 宗昭 大阪公立大学, 人工光合成研究センター, 特任助教 (50823712)
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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 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 二酸化炭素還元 / in-situ分析 / 光触媒 / CO2還元 / オペランド / 反応メカニズム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
持続可能な社会の実現に向けて、再生可能エネルギーである太陽光を利用し、CO2を還元・再資源化することのできる光触媒の開発が望まれている。本研究では、反応条件下でUV-Vis・XAFS・FT-IR測定をすることで、助触媒の化学状態変化と光触媒表面のCO2の吸着状態変化とを対応させ、反応メカニズムを明らかにする。このようなオペランド測定により、CO2の光触媒的還元反応における助触媒の機能解明を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，二酸化炭素と水蒸気を反応させ有用な炭素化合物を得る光触媒系の構築に向けて，銀ナノ粒子を助触媒として担持した酸化ガリウム光触媒を対象に，二酸化炭素および水蒸気雰囲気下でのその場分析を実施した．
酸化ガリウム光触媒のバンドギャップ励起では銀ナノ粒子は還元されて金属的になるのに対し，銀ナノ粒子助触媒の局在表面プラズモン共鳴では銀ナノ粒子自身が酸化されるとともに，反応中間体となる吸着炭酸水素種の吸着量が増加した．
このように，役割の異なる２種の波長の光照射により，二酸化炭素還元を効率的に進行させることができる可能性が示された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，持続可能な社会を構築するために，年々増加する二酸化炭素を炭素資源に変換する研究である．実用化に向けては，更なる反応活性の向上が必要であるが，そのためには反応のメカニズムを理解することが重要である．本研究で得られた，役割の異なる２種の波長の光照射により二酸化炭素変換反応を効率的に進行させることができるという知見は，本反応の効率化のみならず，他の反応系への応用も期待される．
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