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量子ドット型ソーラー燃料製造および太陽電池の開発

量子ドット型ソーラー燃料製造および太陽電池の開発
量子点太阳能燃料生产和太阳能电池开发
批准号：
13F03374
负责人：
藤嶋 昭
金额：
$1.54万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13F03374/
关键词：
量子ドット光触媒酸化チタン水分解水素発生太陽電池金属酸化物太陽光

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
酸化チタン系材料を中心に，太陽光を利用した燃料製造に関する結果を報告する。ここで述べる酸化チタン系材料は半導体光触媒および光電気化学とともに，環境改善やエネルギー変換応用において重要な役割を果たすことが知られている。酸化チタンは水溶液中での化学的安定性が高く，地球上に豊富に存在し，環境にもやさしい材料でありながら，高い光活性を示すことから，太陽光照射下において光駆動デバイスの電子受容体として潜在的な利用価値が高い。ホンダ-フジシマ効果に代表される酸化チタンによる水の光分解（PEC）は，太陽光駆動PECプロセスを実現するためのナノ構造光触媒材料の設計に大きく貢献してきた。また，酸化チタンの価電子帯に生成した正孔は，その強い酸化力によって汚染物質などの化学物質を酸化分解するのに有利に働き，実際の環境浄化技術に応用されてきた。しかし，酸化チタンは太陽光スペクトルの僅か5%以下の紫外線にしか反応しないためPEC効率は低い。酸化チタンは価電子帯の上端が約3.2Vと高く，そのため，CdS，CdSe，GaAsやGaPなどの可視光に応答する半導体材料では困難な水のPEC分解が可能である。PEC水分解を犠牲試薬など用いることなく達成するような，集光効率5%以上の酸化チタン系材料を開発することが強く求められている。以上の背景を基に，本研究では次のような方針によって酸化チタンナノ構造電極のPEC性能向上に努めた成果を収めた。a) 金属ナノ粒子を修飾した表面プラズモン効果やショットキーバリア形成，b) 半導体量子ドット光捕集材による可視光吸収の増加，c) レアアース元素のドーピングによって界面電荷分離の制御などである。
英文摘要
酸化チタン系材料を中心に，太陽光を利用した燃料製造に関する結果を報告する。ここで述べる酸化チタン系材料は半導体光触媒および光電気化学とともに，環境改善やエネルギー変換応用において重要な役割を果たすことが知られている。酸化チタンは水溶液中での化学的安定性が高く，地球上に豊富に存在し，環境にもやさしい材料でありながら，高い光活性を示すことから，太陽光照射下において光駆動デバイスの電子受容体として潜在的な利用価値が高い。ホンダ-フジシマ効果に代表される酸化チタンによる水の光分解（PEC）は，太陽光駆動PECプロセスを実現するためのナノ構造光触媒材料の設計に大きく貢献してきた。また，酸化チタンの価電子帯に生成した正孔は，その強い酸化力によって汚染物質などの化学物質を酸化分解するのに有利に働き，実際の環境浄化技術に応用されてきた。しかし，酸化チタンは太陽光スペクトルの僅か5%以下の紫外線にしか反応しないためPEC効率は低い。酸化チタンは価電子帯の上端が約3.2Vと高く，そのため，CdS，CdSe，GaAsやGaPなどの可視光に応答する半導体材料では困難な水のPEC分解が可能である。PEC水分解を犠牲試薬など用いることなく達成するような，集光効率5%以上の酸化チタン系材料を開発することが強く求められている。以上の背景を基に，本研究では次のような方針によって酸化チタンナノ構造電極のPEC性能向上に努めた成果を収めた。a) 金属ナノ粒子を修飾した表面プラズモン効果やショットキーバリア形成，b) 半導体量子ドット光捕集材による可視光吸収の増加，c) レアアース元素のドーピングによって界面電荷分離の制御などである。
期刊论文(0)
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科研奖励(0)
会议论文
Photoelectrocatalytic Water Splitting Performance of Pure and Gd3+ doped TiO2 mesoporous electrodes
纯TiO2介孔电极和Gd3掺杂TiO2介孔电极的光电催化水分解性能
DOI： --
发表时间： 2014
期刊：
影响因子： --
作者： [P. Sudhagar, L. Pandian, C. Terashima, K. Nakata, and A. Fujishima]
通讯作者： and A. Fujishima
Photocatalytic reduction of CO_2 in water using nanodiamond
纳米金刚石光催化还原水中CO_2
DOI： --
发表时间： 2014
期刊：
影响因子： --
作者： [Pandian Lakshmipathiraj, Sudhagar Pitchaimuthu, Chiaki Terashima, Kazuya Nakata, Takeshi Kondo, Makoto Yuasa, Akira Fujis hima]
通讯作者： Akira Fujis hima
Synergistic Metal-Metal Oxide Nanoparticles Supported Electrocatalytic Graphene for Improved Photoelectrochemical Glucose Oxidation
DOI： 10.1021/am4058925
发表时间： 2014-04-09
期刊： ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
影响因子： 9.5
作者： [Devadoss, Anitha, Sudhagar, P., Paik, Ungyu]
通讯作者： Paik, Ungyu
Three-dimensional Gd-doped TiO2 fibrous photoelectrodes for efficient visible light-driven photocatalytic performance
DOI： 10.1039/c3ra46851h
发表时间： 2014-01-01
期刊： RSC ADVANCES
影响因子： 3.9
作者： [Choi, Junghyun, Sudhagar, P., Paik, Ungyu]
通讯作者： Paik, Ungyu
共 12 条
    高分子／ナノ粒子コンポジットを用いた超撥水性コーティング法の開発
    • 批准号：
      13F03067
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $1.47万
    • 财政年份：
      2013
    • 负责人：
      藤嶋 昭
    • 依托单位：
      Tokyo University of Science
    新陳代謝機能を有する光触媒機能界面の開発と高効率環境浄化
    • 批准号：
      12F02345
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $1.47万
    • 财政年份：
      2012
    • 负责人：
      藤嶋 昭
    • 依托单位：
      Tokyo University of Science
    酸化チタンと共役ポリマーとのハイブリッドナノ構造複合体に関する研究
    固液界面における光触媒プロセスの研究
    国内基金
    海外基金
    自支撑铋基光触媒晶体氧空位增速甲苯高效酚化-抑苯机制研究
    • 批准号：
      52260016
    • 项目类别：
      地区科学基金项目
    • 资助金额：
      33万元
    • 批准年份：
      2022
    • 负责人：
      杨丽霞
    • 依托单位：
      南昌航空大学
    上转换纳米光触媒及纳米药物的设计、合成与性能研究
    • 批准号：
      21273203
    • 项目类别：
      面上项目
    • 资助金额：
      80.0万元
    • 批准年份：
      2012
    • 负责人：
      李正全
    • 依托单位：
      浙江师范大学
    水份解制氢的光触媒陶瓷材料研究
    • 批准号：
      50206007
    • 项目类别：
      青年科学基金项目
    • 资助金额：
      8.0万元
    • 批准年份：
      2002
    • 负责人：
      付明
    • 依托单位：
      华中科技大学