分子触媒と固体表面科学の融合による人工光合成システムの創製

研究代表者

成田 吉徳 (中部大学 総合工学研究所 教授)

共同研究者

高玉 博朗 (中部大学 生命健康科学部 准教授)

研究課題の概要

高いエネルギー効率で水の完全分解を実現する触媒と表面処理によりナノ微細構造を形成した大面積多孔体電極を開発することにより太陽光を用いた水の効率的な分解、および二酸化炭素の触媒的光還元反応との共役による二酸化炭素の有用炭素資源への転換を行います。

広い波長範囲の可視光利用のために、低過電圧(< 0.1 V)で作動する新たな水分解触媒の開発をしました。本触媒は陽・陰両極の水分解触媒として有効であります。また、光陽極用の多孔体電極として10 μm厚を有するチタンナノ構造体の調整法も確立しました。一方、低過電圧での二酸化炭素還元を可能とする金属酵素、一酸化炭素デヒドロゲネース(CODH)、を規範とした分子触媒として二核鉄中心を有する鉄ポルフィリン二量体は二酸化炭素還元に対して極めて高い活性を発現でき、電極表面への固定により過電圧0,2 Vまで低減できることを見出しました。これにより、バンドギャップの小さいp-型半導体との組み合わせにより二酸化炭素光還元触媒反応への道を開けました。

<研究の概要図>

                   

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