权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

２段階励起型パンクロマティックフォトアノードの創製による高効率な太陽光水分解反応

通过创建两步激发型全色光电阳极实现高效太阳能水分解反应

基本信息

批准号：
19J11102
负责人：
森田浩平
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J11102/
关键词：
ルテニウム錯体 TiO2 水分解反応白金錯体太陽光

项目摘要

近年、化石資源の枯渇や環境問題の深刻化に伴い、「持続可能な社会」の実現が求められている。実用性の高いクリーンエネルギー産生システムとして「分子性色素増感光電気化学セル」(分子性PEC)による太陽光水分解は, 水素と酸素を分離生成可能な点において注目を集めている。しかし、現在報告されている分子性光電気化学セルにおいて、太陽光の利用効率は原理的に低く、具体的には600 nm程度以下の可視光や紫外光しか利用できない。そこで、アノード上に異なる光吸収特性およびレドックスを持つ色素分子を修飾したパンクロマティックフォトアノードを創成することで太陽光の利用効率の改善を試みる。本研究課題では、可視光領域の光を利用可能な色素visと近赤外光まで利用可能な色素NIRを想定したルテニウム錯体群を合成し、光特性および電気化学特性を調査することで、パンクロマティックフォトアノードに適した色素を特定し、実際にTiO2電極の伝導帯に電子を注入することを分光科学的に解析することで調査を行った。色素Visとしては6種類のポリピリジルルテニウム錯体を、色素NIRとしては10種類のポリピリジルルテニウム錯体を合成した。合成した色素群について、電気化学的特性および光学特性を調査し、水の酸化反応を想定したフォトアノードのエネルギーダイアグラムを作成した。色素Vis群、色素NIR群のどちらもそれぞれの要件を満たす特性を有していることを明らかにした。これらの色素が中世水溶液中においてTiO2の伝導帯に電子注入が可能か、分光科学的に調査したところ、色素Visについては色素Vis-3以外の5種のルテニウム錯体はTiO2の伝導帯に電子注入可能であることを確認した。しかし、色素NIR群の色素はいずれの場合も電子注入現象が観測されなかった。

In recent years, the depletion of fossil resources and the deepening of environmental problems are accompanied by the realization of "sustainable society". The molecular pigment photoelectrochemistry (molecular PEC) can be used to decompose water under sunlight, and the separation of water element and acid element can be used to generate the reaction system. The present paper reports that the molecular photoelectrochemical properties and the utilization efficiency of sunlight are low and specific, and visible light and ultraviolet light below 600 nm are utilized. In order to improve the efficiency of sunlight utilization, we try to modify the pigment molecules in different light absorption characteristics. This research topic is to investigate the possible use of light in the visible light field, such as pigment vis, near-infrared light, synthesis of complex groups, optical properties, and electrochemical properties, and to investigate the analysis of spectroscopy for the identification of appropriate pigments and, in fact, for the conduction of TiO2 electrodes. Pigment Vis: 6 kinds of pigment NIR: 10 kinds NIR: 10 kinds of pigment NIR: 10 kinds NIR: The synthesis of pigment groups, electrochemical properties and optical properties were investigated, and the acidification of water was determined. Pigment Vis group, pigment NIR group The electron injection of TiO2 in the conduction band of pigment Vis-3 in aqueous solution in the middle ages is possible. The investigation of spectroscopic science shows that there are five kinds of electron injection of TiO2 in the conduction band of pigment Vis-3. The phenomenon of electron injection is detected in the case of pigment NIR group.