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広域可視光利用のための遷移金属酸窒化物水分解光触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24560953
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 触媒・資源化学プロセス
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

高田 剛  独立行政法人物質・材料研究機構, ナノ材料科学環境拠点, NIMS特別研究員 (80334499)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2012年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード光触媒 / 水分解 / 水素製造 / 太陽光利用 / 酸窒化物 / 助触媒 / 表面被覆 / 可視光 / 半導体 / ペロブスカイト / 光電着 / オキシナイトライド / 逆反応 / ペルオキソ錯体 / コアシェル型光触媒 / ドーピング / バンドギャップ
研究成果の概要

太陽光エネルギーの利用効率向上のために、より幅広い波長領域の光を利用するために、バンドギャップの小さな材料を用いて水を水素と酸素に分解する新規光触媒材料の開発を行った。
これまでの研究では、水を分解できる光触媒は多くは紫外光励起を必要とするワイドギャップの金属酸化物であり、可視光利用が可能な酸窒化物系の材料も幾つか報告されているものの、利用可能な波長領域は500nmまでであった。さらなる長波長化を目的とし、600nmまで利用可能な新規遷移金属酸窒化物について開発を行った。半導体材料の組成制御と新規の表面修飾法の開発により、新規の遷移金属酸窒化物による可視光(~600nm)水分解を達成した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] A Complex Perovskite-Type Oxynitride : The First Photocatalyst for Water Splitting Operable at up to 600 nm2015

    • 著者名/発表者名
      C. Pan, T. Takata, M. Nakabayashi, T. Matsumoto, N. Shibata, Y. Ikuhara, K. Domen
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 54 号: 10 ページ: 2955-2959

    • DOI

      10.1002/anie.201410961

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic overall water splitting on the perovskite-type transition metal oxynitride CaTaO2N under visible light irradiation2015

    • 著者名/発表者名
      Jiasheng Xu, Chengsi Pan, Tsuyoshi Takata and Kazunari Domen
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 51 号: 33 ページ: 7191-7191

    • DOI

      10.1039/c5cc01728a

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Core Shell Tantalum Nitride Photocatalyst Modified with Spatially-Senarated Cocatalysts for Efficient Water Splitting2013

    • 著者名/発表者名
      D. Wang, T. Hisatomi, C. Pan, M. Katayama, T. Takata, J. Kubota, K. Domen
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 52 号: 43 ページ: 11252-11256

    • DOI

      10.1002/anie.201303693

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Improvement of photocatalytic activity of LaMg1/3Ta2/3O2N for water splitting2014

    • 著者名/発表者名
      Pan Chengsi 高田 剛 堂免一成
    • 学会等名
      第114回触媒討論会
    • 発表場所
      広島大学 東広島キャンパス
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 新規d0遷移金属酸窒化物による可視光水分解2014

    • 著者名/発表者名
      高田 剛 Pan Chengsi 堂免一成
    • 学会等名
      第14回光触媒研究討論会
    • 発表場所
      東京大学先端研
    • 年月日
      2014-07-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Visible-light-sensitive Photocatalysts for Water Splitting2014

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Takata, Chengsi Pan, Kazunari Domen
    • 学会等名
      Nano Korea 2014
    • 発表場所
      COEX, Seoul Korea
    • 年月日
      2014-07-02 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Photocatalytic overall water splitting on a Ta-oxynitride with an adsorption band edge of ca. 600 nm2014

    • 著者名/発表者名
      Chengsi Pan, Tsuyoshi Takata, Kazunari Domen
    • 学会等名
      8th Symposium on Group Five Compounds
    • 発表場所
      Malaga University, Spain
    • 年月日
      2014-06-25 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Overall Water Splitting on a Transition Metal Oxynitride, LaMg1/3Ta2/3O2N, with an Absorption Edge at 600 nm2014

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Takata, Chengsi Pan, Kazunari Domen
    • 学会等名
      TOCAT 7
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Overall Water Splitting on a Transition Metal Oxynitride Photocatalyst, LaTa2/3Mg1/3O2N, with an Absorption Edge at 600 nm2014

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Takata, Chengsi Pan, Kazunari Domen
    • 学会等名
      International Congress on Hydrogen Production ICH2P 2014
    • 発表場所
      Kyushyu University, Itho Campus
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Photocatalytic overall water splitting on a complex perovskite oxynitride under visible light(<600nm) irradiation2014

    • 著者名/発表者名
      Chengsi Pan, Tsuyoshi Takata, Mamiko Nakabayashi, Takao Matsumoto, Yuichi Ikuhara, Kazunari Domen
    • 学会等名
      第94日本化学会春季年回
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 水の光分解に有効な光触媒の新規表面修飾法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      高田 剛、堂免一成
    • 学会等名
      第94日本化学会春季年回
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Visible light water splitting on transition metal oxynitride2013

    • 著者名/発表者名
      Chengsi Pan, Tsuyoshi Takata, Kazunari Domen
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM2013
    • 発表場所
      Qingdao China
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 水溶性ペルオキソ錯体からの光電着法による光触媒の表面被覆と水分解反応の高効率化2013

    • 著者名/発表者名
      高田 剛、Chengsi Pan、堂免一成
    • 学会等名
      日本MRS2013
    • 発表場所
      横浜みなとみらい
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis and photocatalysis of Mg-doped LaTaON2 for water splitting2012

    • 著者名/発表者名
      Chengsi Pan, Daoai Wang, Tsuyoshi Takata, Kazunari Domen
    • 学会等名
      触媒学会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 可視光を含む幅広い波長が利用できる新規水分解光触媒を開発

    • URL

      http://www.nims.go.jp/news/press/01/201501270.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] コア-シェル型光触媒の製造方法、コア-シェル型光触媒及びコア-シェル型光触媒を使用した水分解方法2013

    • 発明者名
      高田剛, 堂免一成, 潘成思
    • 権利者名
      高田剛, 堂免一成, 潘成思
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-207046
    • 出願年月日
      2013-10-02
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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