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高効率な水酸化反応実現のための光触媒表面制御

研究課題

研究課題/領域番号 26810104
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 エネルギー関連化学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

三石 雄悟  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 太陽光発電研究センター, 主任研究員 (70645879)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード光触媒 / レドックス / 水の酸化反応 / 水素 / 太陽光エネルギー変換 / 酸化物半導体 / 太陽エネルギー / 可逆レドックス / 太陽光 / エネルギー変換 / 結晶面 / 酸化タングステン
研究成果の概要

本研究では、太陽光を利用した水素製造技術の一つである光触媒に着目し、光触媒粒子の形状制御により望まれない副反応を抑制できるか検討した。その結果、反応中に生成するFe(II)の再酸化反応は熱力学的に水の酸化よりも圧倒的に進行しやすく、性能低下の大きな要因の一つであるが、露出結晶面の違いにより、その反応選択性が劇的に変化することを初めて明らにした。このように、露出する結晶面の精密制御が、高性能な光触媒開発の指針となることを実証した。さらに、新規酸化物光触媒の開発や既存材料を高性能化手法開発にも合わせて取り組んだ結果、有望な材料をいくつか見出すことにも成功した。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Photocatalytic water oxidation over PbCrO4 with 2.3 eV band gap in IO3-/I- redox mediator under visible light2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Miseki, O. Kitao, K. Sayama
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 5 号: 2 ページ: 1452-1455

    • DOI

      10.1039/c4ra13049a

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] In2O3-Fe2O3複合光触媒による可逆レドックスを用いた可視光照射下での水の酸化反応2016

    • 著者名/発表者名
      藤田 佳那、三石 雄悟、郡司 天博、佐山 和弘
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会(2016)
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス(京都、京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Fe3+レドックスイオンを用いたTiO2光触媒による水の酸化反応に対する光量依存性2016

    • 著者名/発表者名
      寺島直宏、三石 雄悟、郡司 天博、佐山 和弘
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会(2016)
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス(京都、京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Photocatalytic water oxidation over PbCrO4 with 2.3 eV band gap in IO3-/I- redox mediator under visible light2015

    • 著者名/発表者名
      Y, Miseki, O. Kitao, K. Sayama
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      ハワイ(米国)
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In2O3-Fe2O3複合光触媒による可視光照射下での水の酸化反応2015

    • 著者名/発表者名
      藤田 佳那、三石 雄悟、郡司 天博、佐山 和弘
    • 学会等名
      第22回シンポジウム「光触媒反応の最近の展開」
    • 発表場所
      東京理科大学 野田キャンパス(千葉、野田市)
    • 年月日
      2015-12-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光触媒を利用した水の酸化反応の光量依存性と鉄の特異吸着の関係2015

    • 著者名/発表者名
      寺島直宏、三石 雄悟、郡司 天博、佐山 和弘
    • 学会等名
      第22回シンポジウム「光触媒反応の最近の展開」
    • 発表場所
      東京理科大学 野田キャンパス(千葉、野田市)
    • 年月日
      2015-12-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 水の酸化反応に活性なBiVO4への元素置換効果2015

    • 著者名/発表者名
      三石 雄悟、佐山 和弘
    • 学会等名
      第116回 触媒討論会
    • 発表場所
      三重大学(三重、津市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Fe系複合酸化物光触媒による可視光照射下での水の酸化反応2015

    • 著者名/発表者名
      藤田 佳那、三石 雄悟、郡司 天博、佐山 和弘
    • 学会等名
      第116回 触媒討論会
    • 発表場所
      三重大学(三重、津市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Water oxidation over surface modified Fe2O3 photocatalyst under visible light2015

    • 著者名/発表者名
      K. Fujita, Y. Majima, Y, Miseki, T. Gunji, K. Sayama
    • 学会等名
      First International Symposium on Recent Progress of Energy and Environmental Photocatalysis (Photocatalysis1
    • 発表場所
      東京理科大学 野田キャンパス(千葉、野田市)
    • 年月日
      2015-09-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 表面修飾したFe2O3光触媒による可視光照射下での水の酸化反応2015

    • 著者名/発表者名
      藤田佳那、間島悠、福康二郎、三石雄悟、郡司天博、佐山和弘
    • 学会等名
      日本化学会 第95春季年会 (2015)
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Water oxidation accompanied with IO3- reduction over PbCrO4 photocatalyst2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Miseki, K. Sayama
    • 学会等名
      第24回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] PbCrO4光触媒によるヨウ素酸イオン存在下での酸素生成反応2014

    • 著者名/発表者名
      三石雄悟、佐山和弘
    • 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
      2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Spacial separation of reduction and oxidation reaction sites on WO3 particle2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Miseki, K. Fuku, T. Funaki, H. Kusama, N. Onozawa, Y. Konishi, O. Kitao, K. Sayama
    • 学会等名
      20th International Conference on Photochemical Conversion and Storage of Solar Energy
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      2014-07-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 特徴的な吸収バンドを有する半導体光触媒及びその製造方法2015

    • 発明者名
      三石雄悟、佐山和弘
    • 権利者名
      三石雄悟、佐山和弘
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-023338
    • 出願年月日
      2015-11-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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