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2022 年度 研究成果報告書

光合成材料を活用したバイオ光エネルギー変換デバイスの開発

研究課題

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研究課題/領域番号 20K05691
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
研究機関東京理科大学

研究代表者

永田 衞男  東京理科大学, 工学部工業化学科, 准教授 (00756778)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードバイオ太陽電池 / 光合成材料 / アップコンバージョン
研究成果の概要

光合成材料(クロロフィル含有タンパク質)は、太陽光と水と少しの栄養で培養できるため、環境への負荷が小さく、安全で枯渇の心配のないエネルギー源として利用が期待できる。これをエネルギー源として活用するために、より広範囲の波長の光を吸収させることが必要である。この問題を解決するために、我々はアンテナ色素として蛍光体およびアップコンバージョン発光体を光合成材料と組み合わせることにより、より広範囲の光を吸収できるバイオ太陽電池を作成した。蛍光体の導入でその効率は増加し、近赤外光レーザーでの励起で光電流を確認することができた。

自由記述の分野

光化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

光合成材料は、環境への負荷が小さく、安全で枯渇の心配のないエネルギー源として利用が期待できるが、緑色や近赤外の光を吸収できない。今回、人工的に光捕集できる色素を組み合わせることにより、太陽電池の電流値の向上が確認できた。特に800 nm以長の近赤外光は、太陽光の約49%を占めるにも関わらず、植物および人工系においても現在ほとんど利用されていない。今回の知見を生かして、よりよい光エネルギー変換デバイスの開発が期待できる。

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公開日: 2024-01-30  

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