藤戸大徳 工学研究科元博士課程学生、国奥広伸 同博士課程学生、東正信 同助教、陰山洋 同教授、阿部竜 同教授らは、酸塩化物からなる光触媒が、可視光を吸収して安定に水を酸化できることを世界で初めて見出し、これを酸素生成系として用いた定常的な可視光水分解を実証しました。
本研究成果は、米国化学会誌「Journal of the American Chemical Society」（アメリカ時間2月15日電子版）で公開されました。
研究者からのコメント
左から藤戸元博士课程学生、国奥博士课程学生、东同助教、阴山教授、阿部教授
无尽蔵の太阳光エネルギーを利用し，水から直接「水素」を高効率かつ低コストで製造できる技术を确立できれば，未来の「水素社会」実现への大きな一歩となります。この実现には、太阳光中に豊富に含まれる「可视光」の有効利用が不可欠ですが、これまでの光触媒材料の设计指针では、「可视光吸収」と「水分解に対する安定性」を両立させることが本质的に困难でした。本研究成果は、この长年にわたるジレンマを打ち破る、新たな设计指针を提供するものであり、これを基にして革新的な可视光水分解用光触媒を开発することで、高効率太阳光水素製造の実现に向けたブレークスルーにつながると考えています。
概要
エネルギー资源枯渇の问题から、近年、水素をエネルギーキャリアとして用いる水素社会実现に向けた研究开発?実用化が进められています。光を用いて水を水素と酸素に分解する技术は、颁翱 2 を排出しないクリーンなプロセスであり、太阳光エネルギーの大部分を占める可视光照射下で働く光触媒の开発が行われています。复数の负电荷イオン（アニオン）からなる混合アニオン化合物は、バンドギャップが小さいため、光触媒の候补としてとして注目されていますが、安定性に问题があることが知られていました。
本研究では、酸素（翱 2- ）と塩素（颁濒 - ）の二种のアニオンからなる层状の酸塩化物が、可视光を吸収して、安定して水を酸化する能力があり、これを用いた定常的な可视光水分解を実証しました。また、理论计算から、同物质のバンド构造が、通常の混合アニオン化合物の场合と决定的に异なることを见出だしました。本研究で得られた知见は、安定性と高活性を両立する光触媒の设计指针を与えるものであり、将来の高効率太阳光水素製造の実现に向けたブレークスルーにつながることが期待されます。
本研究にて见出した酸塩化物光触媒の写真（左）と结晶构造（右）
详しい研究内容について
书誌情报
[DOI]
Hironori Fujito, Hironobu Kunioku, Daichi Kato, Hajime Suzuki, Masanobu Higashi, Hiroshi Kageyama, and Ryu Abe
"Layered Perovskite Oxychloride Bi4NbO8Cl: A Stable Visible Light Responsive Photocatalyst for Water Splitting"
Journal of the American Chemical Society, Publication Date (Web): February 15, 2016
- 京都新聞（2月13日 28面）に掲載されました。
