Research

新規光触媒及び合成プロセスの開発

　光触媒の性質は、その元素組成や、結晶性、粒子形状、複合材料等によって異なります。
　我々は、光触媒の合成・複合プロセスを新たに開発し、新規な複合光触媒や、特殊な形状の光触媒を作製しています。

2段階液相合成による3元系光触媒
1. International Journal of Hydrogen Energy, 2018.
2. ACS Omega, 2018.

pH制御によるコアシェル型光触媒
1. RSC Advances, 2020.
2. ACS Applied Materials & Interfaces, 2021.

MOFを前駆体として用いた高結晶性光触媒
Advanced Materials Interfaces, 2022.

溶融塩中での熱処理による高結晶性光触媒
ACS Applied Energy Materials, 2022.

トラップ電子を用いた助触媒の還元析出
1. Physical Chemistry Chemical Physics, 2023.
2. The Journal of Physical Chemistry C, 2023.



「光改質」「水分解」による水素製造

　エネルギー枯渇問題の解決には、持続可能な手法でエネルギーを生産する必要があります。光触媒を用いることで、太陽光のエネルギーでクリーンな燃料である水素を製造することが可能です。
　光改質反応(フォトリフォーミング)では、光触媒反応によって水を還元し水素を製造するのと同時に、廃棄物を酸化し分解・改質します。高効率の反応系が実現すれば、家庭や工場、農場等で生じた廃棄物をその場で分解し、水素や液体燃料に変換することが可能になります。
　水分解反応では、光触媒反応によって水を水素と酸素に分解します。生成した水素は燃焼しても水に戻るため、エネルギーサイクルに二酸化炭素が関与しません。

有機廃棄物(燃えるゴミ)の光改質による水素製造
1. ACS Applied Energy Materials, 2021.
2. ACS Applied Materials & Interfaces, 2021.
3. Advanced Materials Interfaces, 2022.

光腐食を抑制した硫化物光触媒による水分解
1. ACS Applied Energy Materials, 2018.
2. RSC Advances, 2020.



光触媒反応における電子移動メカニズムの解明

　光触媒反応が発見されてから、100年以上経過した現在でも、その電荷分離の機構は未解明な部分が多いです。特に、微粒子の光触媒は評価が難しく、その特性を明らかにする手法が求められています。

電子トラップ解析を用いた電子エネルギー構造の解明
1. RSC Advances, 2020.
2. ACS Omega, 2021.

所有機器

  • ガスクロマトグラフ
  • 高速液体クロマトグラフ
  • ポテンショスタット
  • 紫外可視分光光度計
  • LED光源
  • 光量測定装置
  • 電気炉
  • 各種合成器具
  • 各種光触媒活性評価系

共通設備

  • ガスクロマトグラフ質量分析計 (GC-MS)
  • 紫外可視分光光度計 (UV-Vis)
  • X線回折装置 (XRD)
  • ショットキー走査型電子顕微鏡 (ショットキーSEM)
  • 高分解能差動型熱分析装置 (TG-DTA)
  • 顕微ラマン分光測定装置
  • X線高電子分析装置 (XPS)
  • ゼータ電位測定装置
  • 原子間力顕微鏡(AFM)
  • フーリエ変換赤外分光光度計 (FT-IR)
  • 飛行時間型質量分析計 (TOF-MS)
  • 400MHz 核磁気共鳴装置 (NMR)
  • 透過型電子顕微鏡 (TEM, 水戸キャンパス)
  • 電界放出型走査型電子顕微鏡 (FE-SEM, 水戸キャンパス)
  • 誘導結合プラズマ発光分光分析装置 (ICP-AES, 水戸キャンパス)
  • 電子スピン共鳴装置 (ESR, 水戸キャンパス)

研究助成

  • 公益財団法人 天野工業技術研究所 2024年度 研究助成金 2024年4月 – 2025年3月
  • 2024年度 物質・デバイス領域共同研究課題 基盤共同研究 2024年4月 – 2025年3月
  • 公益財団法人 池谷科学技術振興財団 研究調査助成（単年度研究助成） 2024年4月 – 2025年3月
  • 公益財団法人フジシール財団 若手研究助成 2024年4月 – 2025年3月

  • 日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究 2023年4月 – 2028年3月
  • 日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費 PD 2022年4月 – 2025年3月
  • 日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費 DC1 2020年4月 – 2022年3月