低温合成法を駆使したフッ素含有可視光応答型半導体光触媒の創成

• 研究課題/領域番号: 25H00899
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
• 研究機関: 東京科学大学
• 研究代表者: 前田 和彦 東京科学大学, 理学院, 教授 (40549234)
• 研究分担者: 佐伯 昭紀 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (10362625)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 46,540千円 (直接経費: 35,800千円、間接経費: 10,740千円); 2025年度: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
• キーワード: 人工光合成 / 複合アニオン化合物 / 水分解 / 水素製造

研究開始時の研究の概要

本研究では、代表・前田が近年開発してきたマイクロ波支援水熱法やトポケミカル反応法等の低温合成法を駆使して、フッ素を含む無機半導体材料を合成し、それらを用いた高効率可視光水分解を実現する。具体的には、酸素とフッ素をアニオン種として含む酸フッ化物系、そして酸素・フッ素に加えて窒素も含む三種複合アニオン系に関して新物質探索を行い、X線回折・分光分析や電顕観察等の静的な解析に加えて、時間分解マイクロ波伝導度測定(佐伯が分担)によって光励起キャリアの挙動を直接観察する。これらを通じて、高効率で水を分解して水素を生成する新たな半導体光触媒を開発する。