表面欠陥光触媒が駆動する空気と水からの常温硝酸合成

• 研究課題/領域番号: 23K17346
• 研究種目: 挑戦的研究(開拓)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分27:化学工学およびその関連分野
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 白石 康浩 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (70343259)
• 研究分担者: 平井 隆之 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (80208800)
• 研究期間 (年度): 2023-06-30 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円); 2025年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2024年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2023年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
• キーワード: 光触媒 / 硝酸 / 水 / 空気 / 表面欠陥

研究開始時の研究の概要

硝酸は化成品合成に不可欠な試薬であるため、空気中の窒素ガスから硝酸を直接合成できれば、既存技術を革新する新技術となる。本研究では、半導体の表面欠陥に生成する「エンドパーオキシド活性酸素種」の特異な窒素ガス酸化活性にもとづき、空気と水から常温・常圧下で硝酸を合成する新反応に挑戦する。活性酸素種を高効率に生成させる表面欠陥の形状の同定、欠陥形成技術の開拓にもとづく可視光応答化、ならびに表面欠陥近傍への酸化活性点の導入などの機能集積を通して課題達成に取り組む。これらの研究を通して、高難度反応を太陽光エネルギーにより駆動するクリーン物質変換を実現し、常温窒素固定の触媒化学を開拓する。