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本研究では、CO2/H2O/H2が共存する系でCO2の改質・資源化とH2の貯蔵を同時に実現する新しい可視光応答型光触媒開発を行った。その際に、透明多孔質繊維を基材とし、その細孔内に担持遷移金属とPdをTiO2と共にコーティングした。高い光応答性とCO2改質・H2貯蔵性能の評価ならびに向上を研究目的とした。その結果、以下の知見を得た。
①CO2/H2O系：紫外光を含む広波長域光（185nm～2000nm）を照射してCO2改質実験を行ったところ、FeやCuを担持した場合に、金属未担持TiO2よりCO生成濃度が高くなり、金属担持によるCO2改質性能向上が認められた。Fe/TiO2とCu/TiO2を比較すると、Fe/TiO2が高性能になった。重ね合わせの効果を検証したところ、基材1枚の条件で金属担持した場合に高いCO2改質性能を示し、重ねあわせによる効果は得られなかった。次に、シャープカットフィルタを用いて、400nm以下の紫外光をカットし、可視光領域以上の波長光のみ（401nm～2000nm）を照射してCO2改質実験を行ったところ、いずれの金属を担持した条件でも可視光応答性が発現し、本研究の手順で可視光応答型光触媒の作製は可能であることが分かった。重ね合わせの効果を検証したところ、重ねあわせによるCO2改質性能の向上は必ずしも全ての条件では認められなかった。
②CO2/H2系、CO2/H2O/H2系：広波長域光照射条件、可視光域以上光照射条件共に最高濃度はCO2/H2O系でFe/TiO2を用いた場合に得られることが明らかとなった。Fe担持によるCO2改質性能促進効果は得られたが、H2添加による性能向上効果は得られなかった。Fe担持による反応系への電子供給量増加に対して、H+量が不十分な可能性が考えられ、今後還元剤とCO2の組成費、ならびに金属担持量の最適化についての検討が必要である。
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