半導体デバイス微細加工技術と評価手法による粒子状光触媒の設計指針の構築と高効率化

• 研究課題/領域番号: 24K17641
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 浅見 明太 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (30982847)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2025年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2024年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 光触媒 / 光電極 / 半導体微細加工 / 水素 / 水電解

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、太陽光を利用した水素生成技術が求められている。粒子状光触媒がコスト・効率の面で有望であるが、粒子状であるため、半導体光触媒-水溶液界面での物理現象を明らかにするのは困難である。そこで、本研究では、窒化ガリウム半導体基板に微細電極パターニングを施したサンプルを作製し、界面における水素生成反応の学理を構築する。このサンプルであれば、粒子状光触媒での反応を再現しつつ、電流電位特性や、電極電位の照射光強度依存性を評価・解析できる。その解析に基づいて光触媒の表面における電子・正孔の挙動を明らかにし、太陽光-水素変換効率10%を超える高効率な粒子状光触媒の設計指針を示す。