可視光応答型薄膜状光触媒を用いたタンデム型太陽電池の開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360367
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 楠元 芳文 鹿児島大学, 理学部, 教授 (20094138)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 太陽電池 / 可視光応答型光触媒 / 水素 / ナノマテリアル / 触媒・化学プロセス / レーザーアブレーション法 / 有害物分解 / がん治療

研究概要

太陽エネルギーは無尽蔵で膨大なエネルギーを地球に照射している。水素はクリーンなエネルギー源であるが, 現状のように化石資源から製造すると炭酸ガスを排出してしまう。そこで, 太陽光で働く新規の光触媒(可視光応答型光触媒)を合成した。そして, 酸化鉄(鉄さび)を組み込んだ新型太陽電池を開発・改良し, 太陽光による水の分解-水素の発生-の基礎データを得た。さらに, 開発した光触媒を用いた有害化学物質の分解無害化やがん治療の研究でも成果を得た

研究成果

• [雑誌論文] Plasmon-induced Photothermal Cell-killing Effect of Gold Colloidal Nanoparticles on Epithelial Carcinoma Cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Md. Abdulla-Al-Mamun, Yoshihumi Kusumoto (5人, 2番目)
  • 雑誌名: Photochemical and Photobiological Sciences ページ: DOI : 10. 1039/B907524K
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and Characterization of Copper(II) Tetrasulfonated Phthalocyanine Nanoparticles Formed by Laser Ablation in Polar Solvents (2009)
  • 著者名/発表者名: Kwati Leonard, Yoshihumi Kusumoto (5人, 5番目)
  • 雑誌名: Colloid and Polymer Science ページ: DOI : 10. 1007/s00396-009-2025-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization and Photocatalytic Hydrogen Production of Metal Doped CdS Tubular Tower under Visible Light Irradition (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Muruganandham and Yoshihumi Kusumoto, Synthsis
  • 雑誌名: WASET Website Proceedings on International Conference on Energy and Environment (India) 39 ページ: 537-540
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of Photocatalytic Cancer Cell-Killing Activity by Using Ag@TiO_2 Core-Shell Composite Nanoclusters (2009)
  • 著者名/発表者名: Md. Abdulla-Al-Mamun, Yoshihumi Kusumoto (4人, 4番目)
  • 雑誌名: NSTI-Nanotech 2009 (USA) 2 ページ: 11-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and Evaluation of TiO_2/Graphite Silica Bilayer Thin Films Prepared by Laser Ablation Method (2008)
  • 著者名/発表者名: Shouichi Somekawa, Yoshihumi Kusumoto (4人, 2番目)
  • 雑誌名: Thin Solid Films 517 ページ: 782-785
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tandem Cell for Photocatalytic Hydrogen Production : Material Design (2008)
  • 著者名/発表者名: Bashir Ahmmad, Yoshihumi Kusumoto (4人, 2番目)
  • 雑誌名: Proceedings of 2008 Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience (Korea) ページ: 116-117
• [雑誌論文] Fabrication of N-doped TiO_2 Thin Films by Laser Ablation Method : Mechanism of N-doping and Evaluation of the Thin Films (2008)
  • 著者名/発表者名: Shouichi Somekawa, Yoshihumi Kusumoto (5人, 2番目)
  • 雑誌名: Catalysis Communications 9 ページ: 437-440
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New Approach to Alternative Counter Electrode for a Novel Type of Solar Cell (2007)
  • 著者名/発表者名: Bashir Ahmmad and Yoshihumi Kusumoto
  • 雑誌名: Proceedings of ISES Solar World Congress (China) 3 ページ: 1352-1356
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Novel Type of Solar Cell Based on Visible-light Responsive Photocatalyst Films (2007)
  • 著者名/発表者名: Shouichi Somekawa, Yoshihumi Kusumoto (5人, 2番目)
  • 雑誌名: Proceedings of ISES Solar World Congress (China) 3 ページ: 1329-1333
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Thermal Treatment of Fe_2O_3/FTO Films on Performance of Wet-type Fe_2O_3 Solar Cells
  • 著者名/発表者名: Shouichi Somekawa, Yoshihumi Kusumoto (5人, 2番目)
  • 雑誌名: Proceedings of 6th International Symposium on Transparent Oxide Thin Films for Electronics and Optics (in press, (Thin Solid Filmsに掲載予定))
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fe_2O_3 and SiC-based Solid State Solar Cell : Effect of Crystal Growth Inhibitor
  • 著者名/発表者名: Bashir Ahmmad, Yoshihumi Kusumoto (4人, 3番目)
  • 雑誌名: Proceedings of 6th International Symposium on Transparent Oxide Thin Films for Electronics and Optics (in press, (Thin Solid Filmsに掲載予定))
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abdulla-Al-Mamun, One Step Synthesis of C and/or N-doped TiO_2 Submicrospheres
  • 著者名/発表者名: Bashir Ahmmad, Yoshihumi Kusumoto and Md
  • 雑誌名: Proceedings of 6th International Symposium on Transparent Oxide Thin Films for Electronics and Optics (in press, (Thin Solid Filmsに掲載予定))
  • 査読あり
• [雑誌論文] N-Doping Process and Evaluation of N-doped TiO_2 Thin Films Prepared by Laser Ablation
  • 著者名/発表者名: Shouichi Somekawa, Yoshihumi Kusumoto (4人, 2番目)
  • 雑誌名: Proceedings of 6th International Symposium on Transparent Oxide Thin Films for Electronics and Optics (Optics, in press, (Thin Solid Filmsに掲載予定))
  • 査読あり
• [学会発表] Characterization and Photocatalytic Hydrogen Production of Metal Doped CdS Tubular Tower under Visible Light Irradition (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshihumi Kusumoto, Synthsis
  • 学会等名: International Conference on Energy and Environment
  • 発表場所: インド
  • 年月日: 2009-03-20
• [学会発表] Tandem Cell for Photocatalytic Hydrogen Production : Material Design (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshihumi Kusumoto
  • 学会等名: 2008 Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience
  • 発表場所: 韓国, 済州
  • 年月日: 2008-09-27
• [学会発表] Studies on N-doped TiO_2 Films Prepared by Laser Ablation Method (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshihumi Kusumoto
  • 学会等名: 2008 Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience
  • 発表場所: 韓国, 済州
  • 年月日: 2008-09-27
• [学会発表] 液相レーザーアブレーション法を用いた光触媒ナノ粒子システムの調製と評価に関する研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 楠元芳文
  • 学会等名: 第2回分子科学討論会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡県福岡市)
  • 年月日: 2008-09-27
• [学会発表] 光触媒二層薄膜を用いた湿式太陽電池の基礎研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 楠元芳文
  • 学会等名: 第26回九州コロイドコロキウム
  • 発表場所: かんぽの宿柳川(福岡県柳川市)
  • 年月日: 2008-08-29
• [学会発表] SiC薄膜を用いた湿式酸化鉄太陽電池の固体化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 楠元芳文
  • 学会等名: 第26回九州コロイドコロキウム
  • 発表場所: かんぽの宿柳川(福岡県柳川市)
  • 年月日: 2008-08-29
• [学会発表] レーザーアブレーション法で作製した酸化鉄薄膜を用いた湿式光電池の研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 楠元芳文
  • 学会等名: 第26回固体・表面光化学討論会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2007-11-27
• [学会発表] A novel type of solar cell based on visible light-responsive photocatalyst films (2007)
  • 著者名/発表者名: Yoshihumi Kusumoto
  • 学会等名: 2007 Korea-Japan Bilateral Symposium on Frontier Photoscience
  • 発表場所: 韓国, 慶州
  • 年月日: 2007-11-23
• [学会発表] A novel type of solar cell based on visible light-responsive photocatalyst films (2007)
  • 著者名/発表者名: Yoshihumi Kusumoto
  • 学会等名: ISES Solar World Congress 2007
  • 発表場所: 中国, 北京
  • 年月日: 2007-09-18
• [学会発表] A new approach to alternative counter electrode for a novel type of solar cell (2007)
  • 著者名/発表者名: Yoshihumi Kusumoto
  • 学会等名: ISES Solar World Congress 2007
  • 発表場所: 中国, 北京
  • 年月日: 2007-09-18
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブのTiO_2系水素発生システムと湿式太陽電池の対極への応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 楠元芳文
  • 学会等名: 第25回九州コロイドコロキウム
  • 発表場所: 霧島ハイツ(鹿児島県霧島市)
  • 年月日: 2007-08-25
• [学会発表] 可視光応答型光触媒NiドープInTaO_4と太陽電池への応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 楠元芳文
  • 学会等名: 第25回九州コロイドコロキウム
  • 発表場所: 霧島ハイツ(鹿児島県霧島市)
  • 年月日: 2007-08-25
• [学会発表] 金ナノ粒子のプラズモン効果を用いた太陽電池の研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 楠元芳文
  • 学会等名: 第25回九州コロイドコロキウム
  • 発表場所: 霧島ハイツ(鹿児島県霧島市)
  • 年月日: 2007-08-25
• [学会発表] レーザーアブレーション法を用いたFe_2O_3光電池作製の研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 楠元芳文
  • 学会等名: 第25回九州コロイドコロキウム
  • 発表場所: 霧島ハイツ(鹿児島県霧島市)
  • 年月日: 2007-08-24
• [学会発表] Nafion/TiO_2薄膜を用いた水素発生及び色素増感太陽電池への応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 楠元芳文
  • 学会等名: 第25回九州コロイドコロキウム
  • 発表場所: 霧島ハイツ(鹿児島県霧島市)
  • 年月日: 2007-08-24
• [備考] 本研究成果の一部が, 南日本新聞(2007年(平成19年)10月8日(月))に掲載された。また, 光触媒新聞(2007年1月15日(月))では1面全部を使って, 本研究の準備成果を含めた筆者の成果が掲載された。この他にも, 研究成果の一部が, 鹿児島地方の新聞等に掲載された。
• [産業財産権] 水素の製造方法 (2009)
  • 発明者名: 楠元芳文
  • 権利者名: 国立大学法人鹿児島大学
  • 産業財産権番号: 第4296259号
  • 取得年月日: 2009-04-24
  • 外国