コアシェル構造を有する複合型高機能光触媒材料の合成

申請者は、自然エネルギーから我々が利用できる形のエネルギーを取り出す手法として、半導体材料を用いた太陽光エネルギーの高効率変換手法の確立を検討しており、特に光触媒材料による水素エネルギーへの変換に着目している。更に、そのエネルギーが実際に次世代エネルギーとして利用されるためには製造プロセスが循環型であり、繰り返し利用が可能である必要があると考えている。そこで申請者は、光触媒材料の高効率化と硫化水素の分解を元とした硫黄循環型水素製造システムの構築を目標とした。この目標を達成するために、本年度において1.ストラティファイド半導体材料を用いた高効率・高耐久性光電気化学太陽電池の構築、および2.炭素クラスターによるポリ硫化物イオン回収プロセスの反応メカニズムの解明、3.液液界面近傍におけるイオン移動を利用した工業材料への変換に取り組んだ。それぞれの成果を以下に示す。1.ストラティファイド半導体材料による光電気化学太陽電池の構築前年度までに合成に成功したストラティファイド型半導体材料(CdS)を光電極材料として選択し、電解質溶液にポリ硫化物イオンを含有する水溶液を選択することによって、光電気化学太陽電池として動作可能であることを確認した。2.炭素クラスターによるポリ硫化物イオン回収メカニズムの解明これまでの研究によって、有機相中に存在するフラーレンが、界面を隔てて存在するイオンと酸化還元反応を進行させる可能性が示唆された。更に本年度におけるVCTIES法による分析により、フラーレンが界面近傍において実際に電子を受容していること、および触媒的に作用している事を示した。3.液液界面イオン移動反応を利用した工業材料の合成水相中のポリ硫化物イオンが、1,2-ジクロロエタンにより効率的に濃縮されることを見出し、多硫化ゴムとして回収することに成功した。

申請者は、自然エネルギーから我々が利用できる形のエネルギーを取り出す手法として、半導体材料を用いた太陽光エネルギーの高効率変換手法の確立を検討しており、特に光触媒材料による水素エネルギーへの変換に着目している。更に、そのエネルギーが実際に次世代エネルギーとして利用されるためには製造プロセスが循環型であり、繰り返し利用が可能である必要があると考えている。そこで申請者は、光触媒材料の高効率化と硫化水素の分解を元とした硫黄循環型水素製造システムの構築を目標とした。この目標を達成するために、本年度において1.ストラティファイド半導体材料を用いた高効率・高耐久性光電気化学太陽電池の構築、および2.炭素クラスターによるポリ硫化物イオン回収プロセスの反応メカニズムの解明、3.液液界面近傍におけるイオン移動を利用した工業材料への変換に取り組んだ。それぞれの成果を以下に示す。1.ストラティファイド半導体材料による光電気化学太陽電池の構築前年度までに合成に成功したストラティファイド型半導体材料(CdS)を光電極材料として選択し、電解質溶液にポリ硫化物イオンを含有する水溶液を選択することによって、光電気化学太陽電池として動作可能であることを確認した。2.炭素クラスターによるポリ硫化物イオン回収メカニズムの解明これまでの研究によって、有機相中に存在するフラーレンが、界面を隔てて存在するイオンと酸化還元反応を進行させる可能性が示唆された。更に本年度におけるVCTIES法による分析により、フラーレンが界面近傍において実際に電子を受容していること、および触媒的に作用している事を示した。3.液液界面イオン移動反応を利用した工業材料の合成水相中のポリ硫化物イオンが、1,2-ジクロロエタンにより効率的に濃縮されることを見出し、多硫化ゴムとして回収することに成功した。