2015 Fiscal Year Annual Research Report
太陽光とメタンを用いた水素製造のための高品質微結晶光触媒の高度精密設計
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25289285
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
吉田 寿雄 京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 教授 (80273267)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 光触媒 / メタン / 水素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
次世代クリーンエネルギーとして実用化が進む水素は天然には産出せず，現状では天然ガスを触媒を用いて高温で水蒸気改質を行うことで水素を得ている．我々は以前より太陽光とメタンから水素を高効率に得る光触媒的メタン水蒸気改質反応の研究を行っており，これまで，酸化チタンやタンタル酸ナトリウム，酸化ガリウム，チタン酸カリウムなどの光触媒に助触媒として白金もしくはロジウムを添加した光触媒を扱ってきた．本研究課題ではより高性能半導体光触媒の開発を目的としている．これまでの研究に基づき，半導体光触媒粒子が，酸化面と還元面が明白に区別できるような形状を持つ高品質かつ高表面積な半導体微結晶であれば，励起電子・正孔の分離や反応面の分離による再結合・逆反応を抑制することができ，高効率に光触媒的メタン水蒸気改質反応が進行するという作業仮説を立て，単結晶を得るための合成法の一つである溶融塩法を検討してきた．
これまで，チタン酸カリウム，チタン酸カルシウム，タンタル酸ナトリウムの合成を試みた結果，それぞれ，六角柱状，多面体等の微結晶が得られた．合成条件をいくつか検討した結果，原料と融剤の混合比や，溶融温度，冷却速度が，得られる微結晶の構造に大きく影響することがわかった．そしてタンタル酸ナトリウムについて光触媒的メタン水蒸気改質反応における光触媒活性を調べたところ，大きな結晶子径を持つ方が高活性であること，同じ結晶子径で比べても有罪法で調整したもののほうが従来の固相法によるものよりも高活性を示すことが見出された．
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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