| 研究課題/領域番号 |
23K21769
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| 補助金の研究課題番号 |
21H03642 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分64030:環境材料およびリサイクル技術関連
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
金子 聡 三重大学, 工学研究科, 教授 (70281079)
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| 研究分担者 |
立石 一希 三重大学, 国際環境教育研究センター, 助教 (20828785)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
2025年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2024年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | H2 / CO2 / 電気化学的還元 / 光電気化学的還元 / 地球温暖化 / 可視光応答型光触媒 / カーボンリサイクル / 炭酸ガス / 水素 / 燃料電池 / 脱炭素 / 電気化学的変換 / 光触媒 / 炭酸ガス還元 / 水素生成 / 半導体光触媒 / 可視光応答 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまでのシステムでは、アノード電極、カソード電極のどちらかに半導体電極を用いており、カウンター電極には、金属電極を用いてきた。今後は、実用化に向けて、アノード電極、カソード電極の両方とも半導体電極を利用した、CO2還元やH2生成のための電極設計及び電極開発が、国内外のプラントメーカー・電力会社から求められてきている。したがって、CO2還元・水素生成ための実用的な電気化学的還元セルの開発が必要である。
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| 研究実績の概要 |
CO2還元や水素生成のための電極設計及び電極開発が、国内外のプラントメーカー・電力会社から求められてきている。研究代表者は、高活性欠陥含有g-C3N4、金属有機構造体MOF/Ag3PO4高活性光触媒、酸化チタンナノチューブなど、様々な光触媒を考案してきている。本研究では、これらの触媒を、アノード電極とカソード電極として用い、電気化学的酸化・還元セルを構築し、CO2の新規反応セル又は水素の光電気化学的生成セルを作製する。本年度は、光触媒の開発に重点をおいた。新規なg-C3N4の作製を試みて、焼成温度、焼成時間等の作製条件を検討した。さらに、添加する金属元素の影響を調べるため、亜鉛添加g-C3N4の作製を試みた。Graphitic-C3N4（g-C3N4）は、そのバンドギャップが約2.7 eV（460 nm）の半導体であり、化学的にも熱的にも比較的安定で、グラファイトと同様の層状の結晶構造である。白金などの助触媒を担持することで可視光による水素生成が可能である。そこで、今後は、2段階の焼成方法でg-C3N4を作製し、構造内に2種類の欠陥を作り出すことを試みる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、光触媒の開発に重点をおいており、新規なg-C3N4の作製を試みて、焼成温度、焼成時間等の作製条件を検討した。さらに、添加する金属元素の影響を調べるため、亜鉛添加g-C3N4の作製を試みるなど、実験は順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
ナノサイズ形態制御を利用した新規な半導体光触媒を開発してきた。Graphitic-C3N4（g-C3N4）は、そのバンドギャップが約2.7 eV（460 nm）の半導体であり、化学的にも熱的にも比較的安定で、グラファイトと同様の層状の結晶構造である。白金などの助触媒を担持することで可視光による水素生成が可能である。そこで、今後、2段階の焼成方法でg-C3N4を作製し、構造内に2種類の欠陥を作り出し、高効率化を図る。
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