Study on the photoelectrochemical process for the conversion of small molecules in the gas phase by controlling the active species
控制活性物种气相小分子转化的光电化学过程研究
基本信息
- 批准号:20H02525
- 负责人:
- 金额:$ 11.65万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
- 财政年份:2020
- 资助国家:日本
- 起止时间:2020-04-01 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
全固体型の光電気化学システムを用いて、水蒸気供給による水の光電解反応およびメタンの光電解反応の開発を継続して行った。電極材料としては、開発した酸化タングステンやチタンドープ酸化鉄などの多孔性半導体電極の光電解反応特性を調べた。チタンドープ酸化鉄電極では、2段間の加熱処理で電子密度を制御することによって光電流が向上することを示した。また、多孔質のチタン繊維を電極基材にすると、従来の平板形状の基材を使ったときより、高い光電流値を得られることを示した。これはチタン繊維の表面積が大きいために、酸化鉄の担持量を増やしても励起電子の移動距離を短く保てることに起因する。水蒸気およびメタンの光電解反応において、半導体の種類によって生成物の選択性やイオノマーの分解挙動が変化することを明らかにしてきた。活性種としてヒドロキシラジカルの関与が示唆されるため、電子スピン共鳴(ESR)によるラジカル種の分析を目指した。ニトロン化合物をトラップ剤とするスピントラップ法を用いて、光照射によって生成したラジカルを評価するためのフローセルESRシステムを構築した。気相光電解反応では、活性(光電変換効率)、反応選択性、寿命の3つの指標について性能の改善を目的として、材料の特性を評価した。また、印加電圧・光強度・水蒸気分圧・メタン分圧・反応温度などの反応条件が性能に及ぼす影響を引き続き調査した。光電解反応のモデルとして、光触媒反応によるメタン転換反応についても検討を進めた。酸化ガリウム光触媒を中心に検討を進めたところ、助触媒としての担持金属粒子の種類によって反応性が変化することがわかった。この光触媒反応においてヒドロキシラジカルの生成量と反応選択性の相間を調べることで、反応機構を明らかとし、活性種制御のための理解を深めた。
All-solid-type photovoltaic chemical vaporizer, water evaporator and water supply vaporizer Photoelectrolysis reaction およびメタンのPhotoelectrolysis reaction の开発を継続して行った. Electrode material としては, Kailu したAcidified タングステンやチタンドープAcidified iron などのporous semiconductor electrode's photoelectrolytic reaction characteristics をtuned べた.チタンドープSteel oxide electrode is used, the electron density of the 2-stage heat treatment is controlled, and the photocurrent is controlled upward.また、Porous のチタン繊dimensional electrode base material にすると、従来のplate shape The base material is suitable for use with high photocurrent values. The surface area of これはチタン繊の大きいために, the holding capacity of acidified iron を嗗やしてもexcited electrons and the moving distance are short and the reason why てることにcauses する. Water evaporation, photoelectrolysis, photoelectrolysis reaction, semiconductor type, generation物の选択性やイオノマーの decomposition 挙动が変化することを明らかにしてきた. Active species: としてヒドロキシラジカルの关与が世憆されるため、电Sub-スピン Resonance (ESR) によるラジカルkindのANALYSISを Eye refers to した. The ニトロン compound をトラップとするスピントラップ method is used いて, light irradiation によって生したラジカルをreview価するためのフローセルESRシステムをconstruct した. Deuterium phase photoelectrolysis reaction efficiency, activity (photoelectric conversion efficiency), reaction selectivity, lifetime index, performance improvement purpose, and material characteristics evaluation.また, the applied voltage, light intensity, water vapor separation pressure, メタン separation pressure, reaction temperature, reaction conditions, performance, and impact were investigated. Photoelectrolytic reaction reaction, photocatalyst reaction reaction reaction method. Acidified photocatalyst center photocatalyst photocatalyst The type of metal particles that the metal particles are held in is the reactive nature of the metal particles.このPhotocatalyst reaction においてヒドロキシラジカルのThe amount of reaction とreaction selection 択性のphaseをThe adjustment mechanism, the reaction mechanism, the reaction mechanism, and the active species control mechanism, the understanding is deep.
项目成果
期刊论文数量(29)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hydroxyl Radical Formation on Metal-Loaded Ga2O3 Photocatalysts for Dehydrogenative Coupling of Methane to Ethane with Water
- DOI:10.1021/acs.energyfuels.2c00401
- 发表时间:2022-05
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Fumiaki Amano;Mizuki Ishimaru
- 通讯作者:Fumiaki Amano;Mizuki Ishimaru
半導体光触媒表面上での水分子を介したメタンの活性化
通过半导体光催化表面上的水分子活化甲烷
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Halim Harry H.;Morikawa Yoshitada;天野史章・中山智志・別府孝介
- 通讯作者:天野史章・中山智志・別府孝介
A Macroporous-Structured WO3/Mo-Doped BiVO4 Photoanode for Vapor-Fed Water Splitting under Visible Light Irradiation
- DOI:10.1021/acssuschemeng.0c02331
- 发表时间:2020-06-29
- 期刊:
- 影响因子:8.4
- 作者:Chau Xuan Minh Ta;Akamoto, Chiho;Amano, Fumiaki
- 通讯作者:Amano, Fumiaki
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ナノオセロチップ:異なる表裏をもつシート状ナノ粒子の創製と光触媒反応への応用
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- 批准号:
18850002 - 财政年份:2006
- 资助金额:
$ 11.65万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
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- 批准年份:2022
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- 批准年份:2012
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22KJ3098 - 财政年份:2023
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$ 11.65万 - 项目类别:
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- 批准号:
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- 资助金额:
$ 11.65万 - 项目类别:
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- 批准号:
19K15582 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 11.65万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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用于二氧化碳循环的光催化甲烷重整
- 批准号:
17J08969 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 11.65万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
可視光応答型光触媒によるメタン転化や水の光分解反応
使用可见光响应光催化剂进行甲烷转化和水光解反应
- 批准号:
08F08080 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 11.65万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
常温直接メタンカップリング反応のための新規協奏機能光触媒の開発
开发一种用于室温直接甲烷偶联反应的新型协同功能光催化剂
- 批准号:
19028023 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 11.65万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
メタンと水からの光触媒的水素製造
甲烷和水光催化制氢
- 批准号:
16686045 - 财政年份:2004
- 资助金额:
$ 11.65万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
ゼオライト細孔内への無機人工酵素型光触媒の構築
沸石孔内无机人工酶型光催化剂的构建
- 批准号:
15760580 - 财政年份:2003
- 资助金额:
$ 11.65万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
常温メタン直接転化反応に活性なシリカ表面の光触媒活性種
室温甲烷直接转化反应中二氧化硅表面活性物质的光催化活性
- 批准号:
15033234 - 财政年份:2003
- 资助金额:
$ 11.65万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
光触媒によるメタンおよび水の活性化と表面科学
光催化甲烷和水活化和表面科学
- 批准号:
15033209 - 财政年份:2003
- 资助金额:
$ 11.65万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas