人工光合成系としての光半導体表面を使う高効率水素生成

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06453200
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 藤嶋 昭 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30078307)
• 研究分担者: 馬場 涼 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (70198951) ; 橋本 和仁 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (00172859)
• キーワード: 人工合成 / 光半導体 / 水素生成 / 半導体微粒子 / 光電気化学

研究概要

本研究では、これまでに代表者らによって得られた成果をもとに、新規な金属酸化物半導体電極および半導体微粒子を用い、その光電気化学反応を利用して光エネルギーおよび水から水素および酸素を高効率生成させようとするものである。特に、水素・酸素生成率の高い光触媒の設計・合成を試みた。具体的には、各種無機半導体と金属などをハイブリッド化させることで実用レベルの水素・酸素生成率を有する系を構築した。最終目的として、より実用に側した低コスト高効率水素・酸素生成システムの構築に主眼を置いた。なお、この研究過程で新しい表面評価法の開発もほぼ達成できた。特に下記については、非常に良好な研究成果をあげることができた。
1.無機半導体電極・半導体微粒子による水素生成
2.光触媒反応機構の解明
3.低コスト水素生成システムの開発
以上の成果を踏まえて、引続き下記の項目について、今後より高度な研究を展開していく。
1)高効率で水素・酸素を生成する無機半導体とその触媒能を向上させる金属等とのハイブリッド化により、新規な高活性光触媒を合成し、評価する。
2)光触媒としての基礎的な特性の評価を行い、安定的かつ高効率な水素・酸素生成法を確立する。
3)水素・酸素の化学量論的高効率生成のみに的を絞り、無機半導体上への金属等の最適な担持方法を検討していく。

研究成果

• [文献書誌] R.Wang and A.Fujishima etc.: "Selective In-Plane Photoelectrochemical Reaction of an Azobenzene Derivative in an Assembled Film" The Journal of Physical Chemistry. 99(10). 3352-3356 (1995)
• [文献書誌] T.Nakashima and A.Fujishima etc.: "Adsorption of Anionic and Cationic Dyes in Dilute Solutions onto a Sn O2 Surface Measured by Total Internal Reflection Fluorescence" Ber.Bunsenges.Phys.Chem.99(4). 609-616 (1995)
• [文献書誌] H.Sakai and A.Fujishima etc.: "Local Detection of Photoelectrochemically Produced H2O2 with a "Wired"Horseradish Peroxidase Microsensor" The Journal of Physical Chemistry. 99(31). 11896-11900 (1995)
• [文献書誌] H.Matsubara and A.Fujishima etc.: "Photoactive TiO2 Containing Paper:Preparation and Its Photocatalytic Activity under Weak UV Light Illumination" Chemistry Letters. 767-768 (1995)
• [文献書誌] T.Kawasaki and A.Fujishima etc.: "Imaging of One-Dimensional Conducting Pt Complexes Using Atomic Force Microscopy" Chemistry Letters. 879-880 (1995)
• [文献書誌] K.Morigaki and A.Fujishima etc.: "Azobenzene-Derivative Langmuir-Blodgett Films Deposited on Various Thiol Monolayers" The Journal of Physical Chemistry. 99(40). 14771-14777 (1995)
• [文献書誌] K.Ikeda and A.Fujishima etc.: "Microscopic Observation of Photocatalytic Reaction Using Microelectrode:Special Resolution for Reaction Products Distribution" Chemistry Letters. 979-980 (1995)
• [文献書誌] K.Ajito and A.Fujishima etc.: "Study of the Photochromic Properties of Amorphous MoO3 Films Using Rarnan Microscopy" The Joumal of Physical Chemistry. 99(44). 16383-16388 (1995)
• [文献書誌] T.Kato and A.Fujishima etc.: "Photoelectrochemical Reduction of Tetrazolium Salts to Formazans on Surfaces of Semiconductor Powders in Alcohol Solutions" Spectroscopy Letters.28(6). 849-859 (1995)
• [文献書誌] K.Hashimoto and A.Fujishima etc.: "Structural Analysis of a Diamond Film Grown on a Photoelectrochemically Etched Silicon Substrate by Micro-Raman Spectroscopy" J.Electroanal.Chem.397. 339-341 (1995)
• [文献書誌] I.Sopyan and A.Fujishima etc.: "Efficient TiOS Powder and Film Photocatalysts with Rutile Crystal Structure" Chemistry Letters. 69-70 (1996)
• [文献書誌] J.F.Zhi and A.Fujishima etc.: "Photoelectrochromic Properties of a Spirobenzopyran Derivative" Journal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry. 92. 91-97 (1995)
• [文献書誌] R.Wang and A.Fujishima etc.: "Polarized Photoelectrochemical Reaction of an Azobenzene Derivative in Langmuir-Blodgett Films" Journal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry. 92. 111-116 (1995)