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太陽エネルギーの効率的利用を目指した金属ナノ粒子複合型光電極による水分解水素製造

研究課題

研究課題/領域番号 26810105
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

福 康二郎  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, 研究員 (10711765)

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
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード光電極 / 水素 / 過酸化水素 / 水 / 太陽光 / 半導体 / 酸素 / ナノ粒子 / 太陽光エネルギー / 酸化物半導体 / 金属ナノ粒子 / LSPR誘起反応 / 高付加価値酸化生成物
研究成果の概要

光電極による水分解水素製造において、酸化反応を有効に利用するために、水を原料とした過酸化水素製造に挑戦した。バナジン酸ビスマスを用いた複合光アノードと、炭酸水素塩の電解液を組み合わせることにより、擬似太陽光照射下で、高い光電流特性と選択性を示す酸化的な過酸化水素製造・蓄積が実現できた。カソード反応に、酸素の還元反応を利用した過酸化水素製造を導入することで、過酸化水素製造に特化した光電極システムの設計にも成功した。

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

    (20件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] Efficient oxidative hydrogen peroxide production and accumulation in photoelectrochemical water splitting using a tungsten trioxide/bismuth vanadate photoanode2016

    • 著者名/発表者名
      Kojiro Fuku, Kazuhiro Sayama
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 52 号: 31 ページ: 5406-5409

    • DOI

      10.1039/c6cc01605g

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoelectrochemical Reaction for the Efficient Production of Hydrogen and High-Value-Added Oxidation Reagents2015

    • 著者名/発表者名
      Kojiro Fuku, Nini Wang, Yugo Miseki, Takashi Funaki, Kazuhiro Sayama
    • 雑誌名

      ChemSusChem

      巻: 印刷中 号: 9 ページ: 1593-1600

    • DOI

      10.1002/cssc.201403463

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 酸化反応において高選択的に過酸化水素を生成する光電極システムの設計2016

    • 著者名/発表者名
      宮瀬 雄太、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96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス(京都府・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] Photoelectrode system for the production of hydrogen and high-value-added oxidation reagents2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Sayama, Kojiro Fuku, Yugo Miseki, Takashi Funaki
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem)
    • 発表場所
      Hyatt Regency Waikiki, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of photoelectrode system for oxidative production of hydrogen peroxide in water splitting2015

    • 著者名/発表者名
      Kojiro Fuku, Kazuhiro Sayama
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem)
    • 発表場所
      Hyatt Regency Waikiki, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸化物光電極システムにおける酸化反応の有効利用の検討2015

    • 著者名/発表者名
      宮瀬 雄太、福 康二郎、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 カナル会館(千葉県・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] 水を酸化して過酸化水素を製造できる光電極システムの設計2015

    • 著者名/発表者名
      福 康二郎、佐山 和弘
    • 学会等名
      第116回触媒討論会
    • 発表場所
      三重大学(三重県・津市)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光電極を用いた水素製造をともなう過酸化物合成2015

    • 著者名/発表者名
      宮瀬 雄太、福 康二郎、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(三重県・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] Oxidative production of peroxides using WO3/BiVO4 photoanode2015

    • 著者名/発表者名
      Yuta Miyase, Kojiro Fuku, Yugo Miseki, Takahiro Gunji, Kazuhiro Sayama
    • 学会等名
      First International Symposium on Recent Progress of Energy and Environmental Photocatalysis (Photocatalysis 1)
    • 発表場所
      東京理科大学 野田キャンパス カナル会館(千葉県・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] Efficient production of hydrogen peroxide using BiVO4 photoelectrode for effective utilization of oxidative reaction in water splitting2015

    • 著者名/発表者名
      Kojiro Fuku, Kazuhiro Sayama
    • 学会等名
      7th International Conference on Green and Sustainable Chemistry, 4th JACI/GSC Symposium
    • 発表場所
      一橋大学 一橋講堂(東京都・千代田区)
    • 年月日
      2015-07-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient production of hydrogen peroxide using BiVO4 photoelectrode for effective utilization of oxidative reaction in water splitting2015

    • 著者名/発表者名
      Kojiro Fuku, Kazuhiro Sayama
    • 学会等名
      第4回JACI/GSCシンポジウム・第7回GSC東京国際会議
    • 発表場所
      一橋大学 一橋講堂
    • 年月日
      2015-07-05 – 2015-07-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] BiVO4を用いた酸化的な過酸化水素製造2015

    • 著者名/発表者名
      福 康二郎、佐山 和弘
    • 学会等名
      第34回光がかかわる触媒化学シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学 蔵前会館 くらまえホール(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2015-06-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 水素および高付加価値酸化生成物の効率的製造を目指した光電極システムの設計2015

    • 著者名/発表者名
      福 康二郎、三石 雄悟、舩木 敬、佐山 和弘
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] WO3/BiVO4光電極を用いた酸化的な化合物合成2015

    • 著者名/発表者名
      宮瀬 雄太、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
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] WO3光電極による酸化反応の有効利用を目指した水分解水素製造2015

    • 著者名/発表者名
      佐山 和弘、福 康二郎、Wang Nini、三石 雄悟
    • 学会等名
      電気化学会第82回大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] BiVO4光電極による酸化反応の有効利用を目指した水分解水素製造2015

    • 著者名/発表者名
      福 康二郎、宮瀬 雄太、Wang Nini、三石 雄悟、郡司 天博、佐山 和弘
    • 学会等名
      電気化学会第82回大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 過酸化水素の製造方法および製造装置2016

    • 発明者名
      福 康二郎、草間 仁、佐山 和弘
    • 権利者名
      福 康二郎、草間 仁、佐山 和弘
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-062043
    • 出願年月日
      2016-03-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 過酸化水素の製造方法および製造装置2015

    • 発明者名
      福 康二郎、草間 仁、佐山 和弘
    • 権利者名
      福 康二郎、草間 仁、佐山 和弘
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-163005
    • 出願年月日
      2015-08-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 光エネルギーの利用方法および光エネルギーの利用装置2014

    • 発明者名
      佐山 和弘、福 康二郎、三石 雄悟
    • 権利者名
      佐山 和弘、福 康二郎、三石 雄悟
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-227980
    • 出願年月日
      2014-11-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 光エネルギーの利用方法および光エネルギーの利用装置2014

    • 発明者名
      佐山 和弘、福 康二郎、三石 雄悟
    • 権利者名
      佐山 和弘、福 康二郎、三石 雄悟
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-227981
    • 出願年月日
      2014-11-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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