Fabrication of CO2 reduction/H2 generation cell using highly active visible light responsive photocatalyst electrode

使用高活性可见光响应光催化剂电极制造二氧化碳还原/氢气生成电池

• 批准号: 21H03642
• 负责人: 金子 聡
• 金额: $ 8.74万
• 依托单位: Mie University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03642/
• 关键词: CO2; H2; 可視光応答型光触媒; 電気化学的還元; カーボンリサイクル; 炭酸ガス; 水素; 地球温暖化; 燃料電池; 脱炭素; 電気化学的変換; 光触媒; 炭酸ガス還元; 水素生成; 半導体光触媒; 可視光応答

CO2還元や水素生成のための電極設計及び電極開発が、国内外のプラントメーカー・電力会社から求められてきている。研究代表者は、高活性欠陥含有g-C3N4、金属有機構造体MOF/Ag3PO4高活性光触媒、酸化チタンナノチューブなど、様々な光触媒を考案してきている。本研究では、これらの触媒を、アノード電極とカソード電極として用い、電気化学的酸化・還元セルを構築し、CO2の新規反応セル又は水素の光電気化学的生成セルを作製する。本年度は、光触媒の開発に重点をおいた。新規なg-C3N4の作製を試みて、焼成温度、焼成時間等の作製条件を検討した。さらに、添加する金属元素の影響を調べるため、亜鉛添加g-C3N4の作製を試みた。Graphitic-C3N4（g-C3N4）は、そのバンドギャップが約2.7 eV（460 nm）の半導体であり、化学的にも熱的にも比較的安定で、グラファイトと同様の層状の結晶構造である。白金などの助触媒を担持することで可視光による水素生成が可能である。そこで、今後は、2段階の焼成方法でg-C3N4を作製し、構造内に2種類の欠陥を作り出すことを試みる。

Electrode design and electrode development for CO2 reduction and water element generation The research representative said that the high activity photocatalyst containing g-C3N4, metal organic structure MOF/Ag3PO4, acidification, and photocatalysts should be investigated. This research focuses on the construction of these catalysts, the use of both available and good electrodes, the acidification and reduction of electrochemistry, and the new regulation of CO2, as well as the generation of electrochemistry of water. This year, the development of photocatalyst is focused. The manufacturing conditions of the new g-C3N4, such as firing temperature and firing time, are discussed. In addition, the influence of metal elements on the preparation of lead doped g-C3N4 was studied. Graphic-C3N4 (g-C3N4) is a semiconductor with a temperature of about 2.7 eV (460 nm). It is relatively stable in chemical and thermal conditions and has a layered crystalline structure. Platinum promoter support, visible light, water element generation In the future, the firing method of the second stage is g-C3N4, and the two types of defects in the structure are tested.