2022 年度研究成果報告書

バイオ分子によるCdSの光腐食防止の機構解明及び高効率な水素製造システムの開発

研究課題

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研究課題/領域番号	20K05678
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分36020:エネルギー関連化学
研究機関	山形大学
研究代表者	有馬ボシールアハンマド山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (30596549)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード	太陽光エネルギー変換 / 水素製造 / ナノ光触媒
研究成果の概要	本研究ではバイオ分子の添加によるCdS光触媒からの水素発生量の増大の機構解明及び試料調整の最適化により水素発生量のさらなる増大を目指した。その結果、芳香環を有するバイオ分子添加したCdS試料からの水素発生量が大きかった。また、バイオ分子の芳香環がCdS中に形成する正孔との総合作用で電荷分離を促進させ水素発生量の増大に貢献すると分かった。最後、水素製造実験において光触媒の量を調整した結果、水素発生量が前回の報告よりも約8倍の増大に成功した。これによってCdSからの水素発生量は世界トップクラスになった。
自由記述の分野	無機工業材料
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究ではバイオ分子の添加によるCdS光触媒からの水素発生量の増大の機構解明及び試料調整の最適化により水素発生量のさらなる増大を目指した。バイオ分子を利用した異例な水素発生システムを詳細に調べることでバイオナノテクノロジー分野及び光触媒の反応場に関する新たな知見が得られると共に光触媒の研究にも大きく貢献することが期待される。また、CdSナノコンポジットを利用して通常のCdSより水素発生量を約450倍の増加に成功したことで太陽光を有効に利用して水素の産業生産の実現が可能となり、現在大変開発が進んでいる燃料電池やそれを搭載した自動車の普及、地球温暖化の根本的な防止に大きく貢献できると期待される。