光触媒と水素吸蔵材料のハイブリッド化：光駆動水素貯蔵システムの構築

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光電変換材料と水素吸蔵材料の複合化により、光照射を駆動力とする水の電気分解反応を利用した新たな水素吸蔵システムの開発を目的とし、初年度は二酸化チタン粉末とパラジウムの複合材料を用いて検討を行った。パラジウム塩とギ酸を含む水溶液中に二酸化チタン粉末を分散させ、超高圧水銀ランプを用いて紫外光を照射することにより、光電着法によりPdを担持した複合材料を作製した。このとき、水溶液中の二酸化チタン分散濃度、パラジウム塩濃度を変化させることにより、複合材料中のPd担持量を制御可能であることをICP、STEM-EDS、FESEM-EDS、WD-XRFなどの機器分析により明らかにした。さらに、Pd担持二酸化チタン複合材料を無電解パラジウムめっき液に加えることで、Pd担持量を増大させることができた。作製した複合材料をギ酸水溶液中に分散させた状態で超高圧水銀ランプを用いて紫外光を照射した。複合材料粉末をろ過、水洗後、乾燥させ、密閉容器に封入し、容器内を窒素雰囲気とした。Pdの水素放出温度まで容器を加熱・保持した後、容器内のガスを採取し、ガスクロマトグラフィにより気体成分を定性分析した結果、水素と窒素が検出された。これらの結果から、光電着法により作製したPd担持二酸化チタン複合材料に対し、水溶液中で紫外光を照射することにより、Pd中に水素が吸蔵されることが検証できた。酸化亜鉛やチタン酸ストロンチウムなどの異なる酸化物半導体を用いた場合の挙動については、次年度に検討することとした。