研究課題
物質やエネルギーの変換における技術革新は、社会の持続的発展にむけた重要課題である。本特定領域研究は、地球上に普遍的に存在する太陽光エネルギーを有効に利用し、物質やエネルギーの変換を行う技術とその基礎となる学理の確立をめざしている。今年度は、光エネルギー変換に関し、フィルム型色素増感太陽電池用の多孔性酸化チタン層低温製膜法の開発を行った。また、可視光下での水の水素と酸素への分解について、チタン酸ストロンチウムへのロジウムドープで高い水素生成活性が得られることを明らかにした。これと酸素生成型光触媒を組み合わせ、Zスキーム型の可視光水分解にも成功した。一方、可視光応答型光触媒材料の開発について、硫黄や炭素をドープすることで可視光応答性を示すことを見出した。また、第一原理計算で結晶学的安定性、電子状態密度、可視光応答性、などの評価を開始した。さらに酸化チタン光触媒反応による有機物の分解機構の解明を行い、非接触酸化反応について酸化チタン上で生成した化学種が気相へ拡散し、それが光励起されて活性種となり基質と反応するという二重励起機構を明らかにした。一方、酸化チタンを集積化したマイクロ化学チップの作成にも成功した。光機能デバイスについては、金-イオウ自己集合による光電変換の研究について、三次元空間へ展開することで光電流増大に成功した。界面センシングでは、表面プラズモン共鳴(SPR)センサーの微細化と、先端部へのSAM膜形成による感度向上にも成功した。総括班を核とした本特定領域研究全体の活動として、平成16年度は、第1回全体会議(平成16年6月)を名古屋大学で、第2回全体会議・第3回研究成果公開シンポジウム(平成17年1月)を慶應義塾大学で、それぞれ開催した。これらの会議にあわせて総括班会議を行い、今後の領域全体の研究の方向性について意見交換を行った。
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