イオウを利用した環境調和型水素製造システムの開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23241026
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 田路 和幸 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (10175474)
• 研究分担者: 高橋 英志 東北大学, 大学院環境科学研究科, 准教授 (90312652) ; 佐藤 義倫 東北大学, 大学院環境科学研究科, 准教授 (30374995)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 環境材料 / 再生可能エネルギー / イオウ利用

研究概要

油水界面近傍において、硫化物イオン-フラーレン類-酸素、の間で触媒的な酸化還元反応が進行し、副産物であるポリ硫化物イオンが元素イオウへ若しくはイオウ―炭素化合物に変換することを電気化学的に解明した。この過程において、反応場を適切に制御することにより、ポリ硫化物イオンを耐腐食性に優れた工業用ゴム材料へと直接変化させることも可能である。上記手順で合成した元素イオウは、微生物反応を利用し原料である硫化水素へと変換可能であることを明らかとした。その結果として、イオウを利用した環境調和型水素製造システムが構築できた。

研究成果

• [雑誌論文] Effective hydrogen generation and resource circulation based on sulfur cycle system (2013)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Takahashi, Takashi Mabuchi, Tsugumi Hayashi, Shun Yokoyama, Kazuyuki Tohji
  • 雑誌名: AIP Conference Proc. (SolChES) 巻: 1568 ページ: 67-73
• [雑誌論文] Basic study for the construction of solar cell using CdS photocatalysts and Na2S4 electrolyte (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mabuchi, Tsugumi Hayashi, Hideyuki Takahashi, Kazuyuki Tohji
  • 雑誌名: AIP Conference Proc. (SolChES) 巻: 1568 ページ: 74-76
• [雑誌論文] Basic study for the application of Cu supported ZnS and ZnO photocatalysts for the CO2 conversion into alcohol (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuharu Kajino, Hideyuki Takahashi, Kazuyuki Tohji
  • 雑誌名: AIP Conference Proc. (SolChES) 巻: 1568 ページ: 24-27
• [雑誌論文] 硫黄循環による硫化水素からの水素エネルギー製造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋英志、林亜実、横山俊、梶野康晴、水藤芳基、馬渕隆、小林祥大、伊藤康友、田路和幸
  • 雑誌名: 鉱山 巻: 713 ページ: 9-19
• [雑誌論文] Synthesis method for well crystallized alloy nanoparticles in aqueous solution under room temperature by controlling the metal complexes condition (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mabuchi, Shun Yokoyama, Hideyuki Takahashi, and Kazuyuki Tohji
  • 雑誌名: Annual TechConnect World Technical Proc 巻: (CD-ROM)
• [雑誌論文] Synthesis of Cd hydroxide particles with hollow structures by a one-step process (2011)
  • 著者名/発表者名: Ying Tian, Xin Cui, Fangming Jin, Xu Zeng, Tsugumi Hayashi, Hideyuki Takahashi, Kazuyuki Tohji
  • 雑誌名: Industrial & Engineering Chemistry Research 巻: 50 ページ: 13585-13588
• [雑誌論文] Recovery of poly sulfide anions in basic solution produced by the decomposition of H2S by fullerene, Fullerenes (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsugumi Hayashi; Yohei Baba; Toshiharu Taga; Akira Kishimoto; Hideyuki Takahashi, Kazuyuki Tohji
  • 雑誌名: Nanotubes and Carbon Nanostructures 巻: 19 ページ: 684-691
• [学会発表] Relationship between detailed condition of Pt nano co-catalyst on the surface of photocatalysts and its activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Kousuke Ito, Shun Yokoyama, Hideyuki Takahashi, Kazuyuki Tohji
  • 学会等名: 224th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] Redox Site Separation Effects for Photocatalytic Activity Using ZnS Stratified Photocatalysts (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Kobayashi, Shun Yokoyama, Hideyuki Takahashi, Kazuyuki Tohji
  • 学会等名: 224th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] Separation of Redox Site by Utilizing the Nanostructure of ZnS Stratified Photocatalysts (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Kobayashi, Shun Yokoyama, Hideyuki Takahashi, Kazuyuki Tohji
  • 学会等名: 224th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] Basic study for the construction of wet solar, Na2S4 electrolyte, and inorganic photo-carrier transport materials (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mabuchi, Shun Yokoyama, Norihiro Shimoi, Hideyuki Takahashi, Kazuyuki Tohji
  • 学会等名: 224th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] Improvement of photo-carrier transport efficiency from the semiconductor particles to electrode by using organic carrier transport materials (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mabuchi, Shun Yokoyama, Norihiro Shimoi, Hideyuki Takahashi, Kazuyuki Tohji
  • 学会等名: 224th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] Application of Stratified ZnS Photocatalysts against to the Water Clarification Materials (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Suito, Shun Yokoyama, Hideyuki Takahashi, Koichi Suto, Chihiro Inoue, Kazuyuki Tohji
  • 学会等名: 224th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] Bactericidal Mechanisms of Stratified ZnS Photocatalysts and ZnO Nanoparticles (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Suito, Shun Yokoyama, Hideyuki Takahashi, Koichi Suto, Chihiro Inoue, Kazuyuki Tohji
  • 学会等名: 224th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] Coexistence between effective photocatalytic hydrogen production and energy saving based on sulfur cycle system using H2S (2013)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Takahashi
  • 学会等名: 2013 A & WMA Regional Specialty Conference on Sustainable Resources and Air Quality Management Conference
  • 発表場所: Yilan, Taiwan
  • 年月日: 2013-10-24
• [学会発表] Effective hydrogen generation and resource circulation based on sulfur cycle system (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Takahashi
  • 学会等名: International Workshop on Solar-Chemical Energy Storage
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 20120723-27
  • 招待講演
• [学会発表] Basic study for the application of Cu supported ZnS and ZnO photocatalysts for the CO2 conversion into alcohol (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuharu Kajino, Hideyuki Takahashi, Kazuyuki Tohji
  • 学会等名: International Workshop on Solar-Chemical Energy Storage
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 20120723-27
• [学会発表] Basic study for the construction of solar cell using CdS photocatalysts and Na2S4 electrolyte (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mabuchi, Tsugumi Hayashi, Hideyuki Takahashi, Kazuyuki Tohji
  • 学会等名: International Workshop on Solar-Chemical Energy Storage
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 20120723-27
• [学会発表] Effective Hydrogen Generation and Resource Circulation from Photocatalytic Decomposition of H2S Aqueous Solution (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, T. Mabuchi, T. Hayashi, S. Yokoyama, and K. Tohji
  • 学会等名: 222th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2012-10-08
• [学会発表] Improvement of Efficiency of Photo-Excited Electrons Transfer from Thin Film Consisted by the Semiconductor Particles on Electrode Surface to Developing Electrons Pathway (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Mabuchi, T. Hayashi, H. Takahashi, and K. Tohji
  • 学会等名: 222th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2012-10-08
• [学会発表] Synthesis of Cu Supported Stratified Photocatalysts and Its Application for the CO2 Conversion into Alcohol (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kajino, H. Takahashi, and K. Tohji
  • 学会等名: 222th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2012-10-08
• [学会発表] Control Method for the Amount of Cu Site on the ZnS Stratified Photocatalysts (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kajino, H. Takahashi, and K. Tohji
  • 学会等名: 222th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2012-10-08
• [学会発表] 硫黄循環による硫化水素からの水素エネルギー製造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋英志
  • 学会等名: 日本鉱業協会新材料部会講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-15
  • 招待講演
• [学会発表] Electron-accepting properties of fullerenes at the interface of two immiscible electrolyte solutions (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsugumi Hayashi, Tomohiko Okugaki, Hideyuki Takahashi, Kohji Maeda, Kazuyuki Tohji
  • 学会等名: 220th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2011-10-10
• [学会発表] Designing of new wet solar cell constructed by cadmium sulfide type semiconductors and carbon cluster (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsugumi Hayashi, Hideyuki Takahashi, Kazuyuki Tohji
  • 学会等名: 220th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2011-10-10
• [学会発表] Effect of dispersive condition and size for the activation of ZnS photocatalysts with stratified morphology (2011)
  • 著者名/発表者名: Motohide Sasaki, Hideyuki Takahashi, and Kazuyuki Tohji
  • 学会等名: 220th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2011-10-10
• [学会発表] Effect of the morphology for the degradation ability against to the environmental pollutant source (2011)
  • 著者名/発表者名: Motohide Sasaki, Yoshiki Suito, Tsugumi Hayashi, Hideyuki Takahashi, and Kazuyuki Tohji
  • 学会等名: 220th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2011-10-10
• [備考]
  • URL: http://bucky1.kankyo.tohoku.ac.jp/