液密亜臨界制御技術、ソルガムを軸としたカスケード型脱炭素社会の実現の取組

【新技術の概要】
太陽光エネルギーを水素に変換する「人工光合成」の高効率化を実現させるための、粉末光触媒の表面及びバルクの設計方法を開発した。具体的には、水素生成活性を向上させる新しい表面修飾方法としてホスホン基修飾を開発した。また、近赤外領域までの長波長光を吸収可能な新材料による水素生成方法を開発した。
【従来技術・競合技術との比較】
これまで溶液内での反応物供給過程を促進可能な手法は、一部の電解液の設計に限られていた。光触媒表面に固定化したホスホン基は溶液中でのプロトン供給を促進させるため、表面設計の新たなアプローチとなる。また、近赤外領域まで吸収可能な材料を開発することで、太陽光の内で利用可能な波長域を拡大させることができる。
【新技術の特徴】
・触媒活性点へのプロトン供給を促進可能となった
・太陽光スペクトルの大部分を利用可能となった
・光触媒のバルク組成の制御によって利用可能な波長域を制御可能である
【想定される用途】
・水分解（水素製造）
・化成品合成
・有機物分解（環境浄化）

【新技術の概要】
真空封管中で窒化物と酸化物を合成することで、酸窒化物の組成を制御し、長波長の可視光吸収が可能になった。この酸窒化物に水素生成用、酸素生成用の助触媒を共担持することで、可視光で水素と酸素を生成する光触媒となる。この技術は、太陽光水分解によるソーラー水素製造に応用できる可能性がある。
【従来技術・競合技術との比較】
通常、酸窒化物はアンモニア気流下での熱窒化により開放系で合成され、揮発性元素を構成成分とする場合は組成制御が難しく、長波長可視光吸収型の酸窒化物製造が困難だった。低温での窒化で元素の揮発は抑制できるものの、結晶性の低い酸窒化物しか得られなかった。すなわち、光触媒としての機能性に重要な可視光吸収と結晶性を両立できなかった。
【新技術の特徴】
・可視光で水から水素と酸素を生成する光触媒
・組成制御された長波長の可視光を吸収する酸窒化物光触媒の合成技術
・助触媒が共担持された酸窒化物光触媒を利用した可視光水分解反応による水素製造技術
【想定される用途】
・水分解反応用光触媒
・水分解反応による高効率なソーラー水素製造
・蛍光体・低毒性顔料など

繊維化・不織布化をキーワードに材料や分野にとらわれない研究をしていきます。繊維化することで、材料にフレキシビリティや比表面積効果などを始めとする形状特性や繊維独自の繊維構造によって得られる異方性を付与することができます。さらに不織布化は繊維としての形状特性を維持しながら、大量生産などの可能性も秘めています。このため、新規材料の繊維化や繊維電池の開発に取り組んでいます。