| 研究課題/領域番号 |
02203119
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
米山 宏 大阪大学, 工学部, 教授 (80029082)
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| 研究分担者 |
松尾 拓 九州大学, 工学部, 教授 (30037725)
清水 剛夫 京都大学, 工学部, 教授 (10025893)
坂田 忠良 東京工業大学, 工学部, 教授 (40013510)
魚崎 浩平 北海道大学, 理学部, 教授 (20133697)
柳田 祥三 大阪大学, 工学部, 教授 (10029126)
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| キーワード | 半導体光触媒 / 光増感電解 / 二酸化炭素 / 水分解 / 人工光合成 / 電荷分離 / 分子組織体 |
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| 研究概要 |
半導体電極、半導体触媒を用いる人工光合成反応の開発:p型リン化ガリウム半導体を光カソ-ドに用いて、フタロニトリルの電解還元によりフタロシアニンを合成することに成功し、電流効率80%、量子効率50%を得た。水の完全分解のための光触媒として活性を示すニオブ酸カリウム複合酸化物の光触媒活性をさらに向上させるアプロ-チとして、光触媒の層間に白金を担持することに成功した。人工光合成反応として望ましい二酸化炭素の還元・固定に関連した研究では、以下の成果を得た。コバルトやニッケル電極を陰極に用いて60気圧下で二酸化炭素を電解還元すると、一酸化炭素やギ酸に加えて、プロパンやブタンのような炭化水素も生成することが見出された。イソクエン酸脱水素酵素を触媒に用いるとほぼ100%の電流効率で起こる二酸化炭素の2ーケトグルタル酸への電解固定反応を、硫化カドミウムを光増感剤に用いて光化学反応で起こさせることに成功した。また、硫化亜鉛超微粒子半導体コロイド光触媒を用いることにより、2ープロパノ-ルをアセトンに転換しながら二酸化炭素をギ酸に光還元する反応を量子効率25%で起こすことに成功した。さらに、パラタ-フェニルが二酸化炭素をギ酸に還元する光触媒として働くことも見出した。
有機分子組織体を用いる人工光合成型エネルギ-変換:アルファシクロデキストリンの包接能と逆ミセルのミクロ環境を利用してフェノチアジンとビオロゲンの分子相対配置を制御することにより、正方向の電荷移動を効率良く進行させ、酸化還元型ラジカル対を高収量で得ることに成功した。また、亜鉛ポルフィリン錯体をドナ-、金ポルフィリン錯体をアクセプタ-に用いると、これらが会合しない状態下では、きわめて長寿命の電荷分離状態が高収率で得られることを見出した。
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