工学部研究紹介_2021_日本語版
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研究シーズ共同研究・外部資金獲得実績研究キーワード水分解用光触媒/光電極・高光起電力湿式太陽電池・人工光合成・燃料電池•可視光応答型光触媒/光電極による水分解•光電極表面の多層構造化による高性能化•異種光触媒粉末の複合化による水分解用光触媒シートの開発•段階光励起で以上の高光起電力を発電する湿式太陽電池の開発•有機系燃料を直接燃料とした新規燃料電池の開発•セルロースの電気化学的酸化分解反応の精密解析及びエネルギー変換デバイスへの展開年:科研費若手研究•非水系溶媒中における光電気化学反応精密解析と高開放端電圧湿式太陽電池の創製年:科研費研究活動スタート支援•固溶体光触媒粉末の組成・構造制御による近赤外応答型光カソードの高性能化年:信州大学工学部若里会研究助成•光カソード材料を用いた水分解用非水系湿式太陽電池の創出年:東京理科大学光触媒研究推進拠点共同利用・共同研究•近赤外応答型光カソード表面へのソーラー水素生成用反応場の構築年:大阪市立大学人工光合成研究センター共同利用・共同研究•半導体非水溶液界面を利用した高起電力光電気化学セルの研究と人工光合成系への展開年:日本学術振興会特別研究員奨励費)最近の研究トピックス助教影島洋介研究から広がる未来卒業後の未来像再生可能エネルギーの中でも最大の資源量を誇る太陽光エネルギーの有効利用は、人類の喫緊のエネルギー・環境問題の解決に必須であると言われています。一方、太陽光は地域・時間・季節による変動が大きく、時間的・空間的に大きなスケールでの貯蔵・輸送には不向きであるという欠点もあります。そうした課題を解決すべく、影島研究室では錦織研究室と共同して、光触媒材料を用いて水を分解し、太陽光エネルギーを「水素」という貯蔵・輸送に有利な化学エネルギーの形態に変換することが出来る、エネルギー蓄積型の人工光合成系構築に関する研究に取り組んでいます。太陽光と水のみから水素を得ることが出来る「人工光合成系」を構築し、化石資源に依存しない真にクリーンで持続可能なエネルギーシステムを模索することが錦織・影島研究室の研究活動です。光触媒の研究では、材料の物性、表面の状態、それらを評価する様々な分析機器の取り扱いなど、多岐にわたる知識・能力が身に付きます。そうした研究活動やディスカッションを通して、論理的な思考と根性を併せ持った人材を育成します。年月東京大学大学院工学系研究科修了、博士(工学)取得。年月より現職。専門は光電気化学、材料化学、触媒化学。太陽電池・光触媒等を利用したエネルギー変換型の人工光合成系構築に従事。太陽光エネルギーを化学エネルギーへ変換する人工光合成系の構築【私の学問へのきっかけ】学部年生のときは電気化学・表面化学に関する研究を、その後大学院では現在の研究テーマでもある光触媒・人工光合成系関連の研究を行ってきました。ラボスケールで材料をコネコネしていると、大半は大した活性のない「ゴミ触媒」になってしまうのですが、時たま狙い通り期待以上に面白い挙動を示してくれることもあり、そうした未知の触媒・現象を開拓していく快感に魅入られて今に至っていると感じます。物質化学科↑光触媒粉末を金属上に固定化した「光電極」の評価風景生成ガス水素・酸素の定量分析も行うソーラーシミュレーター光電気化学セル↑太陽光スペクトル左軸と各種光触媒の光吸収特性右軸可視光の大部分を吸収可能な光触媒材料の開発は変換効率向上へ向けた重要な課題の一つVOC≃1.5 V↑ 高光起電力湿式太陽電池の動作原理、及びXeランプ照射下での発電特性。1段階光励起で1.5 Vもの開放端電圧が得られる(Angew. Chem. Int. Ed., 54, 27, 7877-7881, 2015.)↑ 光触媒微粒子から作製した光電極開発の模式図、及び性能向上前後の光カソードの疑似太陽光照射下での水分解特性(Sustain. Energy Fuels, 2018, 2, 1957−1965, 2018.)水分解特性(光電流値・オンセット電位)の改善CBMVBM25

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