课题基金 / 基金详情

Water splitting system based on visible light responsive photocatalysts and carbon-based conductors

Water splitting system based on visible light responsive photocatalysts and carbon-based conductors
基于可见光响应光催化剂和碳基导体的水分解系统
批准号：
22KF0160
负责人：
堂免 一成
金额：
$1.47万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
项目状态：
未结题
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0160/
关键词：
水分解水素生成Zスキーム粉末半導体導電材固定化

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
高効率な太陽エネルギー変換には可視光の利用が不可欠であり、水素生成光触媒と酸素生成光触媒を組み合わせて二段階の光励起を利用するZスキーム系が活発に研究されている。しかし、光触媒間の電荷授受に用いられる導電材やレドックス対が逆反応を起こしやすいため、全体として効率が低下しやすい。また、水分解用光触媒の大規模展開に向けては、シート状への固定化・加工など、応用形態に関しても検討を進める必要がある。本研究課題では、長波長応答型非酸化物光触媒を逆反応に不活性な炭素系導電材と組み合わせる手法や固定化する手法の検討を通じ、大気圧下で高効率かつ安定に水を分解するZスキーム型水分解用光触媒系の開発に取り組んでいる。2022年度は、水素生成光触媒としてSm2Ti2O5S2、酸素生成光触媒としてBiVO4、導電材として各種炭素材を用いるZスキーム系を水中に懸濁させて水分解活性を評価した。炭素系導電材としてMXeneを用いた場合には水分解反応が進行しなかったが、酸化グラフェンやカーボンナノチューブを用いた場合には水分解反応が可視光下で進行した。Zスキーム系の活性はばらつきが大きかったが、試料調製条件を精査することで比較的安定した活性を得られるようになり、Zスキーム系の活性低下要因の一つが炭素系導電材を担持したBiVO4の光触媒活性が低いためであることを突き止めた。続いて、Zスキーム系を基材上に固定したが、水分解活性は懸濁時に比べて数分の1に低下したため、基材への固定化条件や活性低下要因を検討していく必要がある。
英文摘要
高効率な太陽エネルギー変換には可視光の利用が不可欠であり、水素生成光触媒と酸素生成光触媒を組み合わせて二段階の光励起を利用するZスキーム系が活発に研究されている。しかし、光触媒間の電荷授受に用いられる導電材やレドックス対が逆反応を起こしやすいため、全体として効率が低下しやすい。また、水分解用光触媒の大規模展開に向けては、シート状への固定化・加工など、応用形態に関しても検討を進める必要がある。本研究課題では、長波長応答型非酸化物光触媒を逆反応に不活性な炭素系導電材と組み合わせる手法や固定化する手法の検討を通じ、大気圧下で高効率かつ安定に水を分解するZスキーム型水分解用光触媒系の開発に取り組んでいる。2022年度は、水素生成光触媒としてSm2Ti2O5S2、酸素生成光触媒としてBiVO4、導電材として各種炭素材を用いるZスキーム系を水中に懸濁させて水分解活性を評価した。炭素系導電材としてMXeneを用いた場合には水分解反応が進行しなかったが、酸化グラフェンやカーボンナノチューブを用いた場合には水分解反応が可視光下で進行した。Zスキーム系の活性はばらつきが大きかったが、試料調製条件を精査することで比較的安定した活性を得られるようになり、Zスキーム系の活性低下要因の一つが炭素系導電材を担持したBiVO4の光触媒活性が低いためであることを突き止めた。続いて、Zスキーム系を基材上に固定したが、水分解活性は懸濁時に比べて数分の1に低下したため、基材への固定化条件や活性低下要因を検討していく必要がある。
期刊论文(0)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
Modification of photocatalysts with ionic liquid polymers for improving the water splitting activity
  • 批准号：
    22KF0157
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.41万
  • 财政年份：
    2023
  • 负责人：
    堂免 一成
  • 依托单位：
    Shinshu University
水分解活性向上を目的とした光触媒のイオン液体高分子修飾
  • 批准号：
    21F21038
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.47万
  • 财政年份：
    2021
  • 负责人：
    堂免 一成
  • 依托单位：
    Shinshu University
Unraveling the Fundamental Processes in Semiconducting Materials for Highly Active Photocatalysts
  • 批准号：
    19F19042
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.47万
  • 财政年份：
    2019
  • 负责人：
    堂免 一成
  • 依托单位：
    Shinshu University
Developing Efficient Particulate Semiconductor Photocatalytic Systems for Solar Water Splitting
  • 批准号：
    19F19336
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.41万
  • 财政年份：
    2019
  • 负责人：
    堂免 一成
  • 依托单位：
    Shinshu University
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