太陽光と水で二酸化炭素を資源化する光触媒反応系の開発

研究代表者

森川 健志 ((株)豊田中央研究所 森川特別研究室 室長・シニアフェロー)

研究課題の概要

太陽光エネルギーと水とCO2のみからC1化合物を合成する人工光合成系である、半導体と金属錯体触媒の機能を融合したハイブリッド型光触媒の性能向上を目指します。太陽光変換効率を、現状の0.04%から1%にまで向上させます。

半導体/金属錯体の太陽光変換効率の向上をいち早く実証するために、半導体シリコンと水の酸化触媒IrOxを複合化したIrOx/Si/アノードを合成し、Ru-polymerカソードと接続することにより、太陽光変換効率0.71%でのギ酸合成を実現しました。その他、大きな光カソード電流を示すAg(0.1%)-doped CaFe2O4の合成に成功し、XAFS解析から、高電流の要因がドープによる結晶対称性の向上とそれに伴う移動度向上と推定しました。また半導体→錯体の電子移動を担う界面電子状態の解析も、SPring-8における電子状態計測と第一原理計算により取り組みつつあります。また最も困難な水溶液中粉末分散型のCO2還元系の実証にも取り組み始めました。

<研究の概要図>

             

プログラム

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