2024年 | プレスリリース?研究成果
光触媒の水素生成面を選んで極微細な助触媒を担持する技術を開発 ─水に太陽光を当てるだけの水素製造技術の実用化に期待─
【本学研究者情報】
〇多元物質科学研究所 教授 根岸雄一
研究室ウェブサイト
【発表のポイント】
- 粒径1 nm程度の極微細なロジウム（Rh）?クロム（Cr）複合酸化物（Rh2?xCrxO3）助触媒を水分解光触媒のチタン酸ストロンチウム（STO）表面で水素ガス（H2）生成する結晶面だけに選択的に担持する新規手法を確立しました。
- 本手法により調製された光触媒は、従来の助触媒担持手法（光電析法）と比較して、2.6倍高い水分解光触媒活性を達成しました。
- 今後は、他の最先端光触媒と本手法を組み合わせることで、水素エネルギー社会の実現が期待されます。
【概要】
次世代エネルギー社会の実現に向けて、水に太陽光を当てて水素ガス（H2）を製造できる水分解光触媒の開発は非常に重要です。しかし、その実用化にはさらなる活性向上が必要不可欠です。水分解光触媒は光触媒母体と助触媒から構成されます。光触媒母体の改良に関する報告例は数多くありますが、実際の反応サイトとなる助触媒については、その改良の余地が多くあります。東北大学多元物質科学研究所の根岸雄一教授、東京理科大学の川脇徳久講師、同大学院修士課程の平山大祐氏、小口颯太氏、三菱マテリアル株式会社の樋上晃裕氏らの研究グループは、水に太陽光を当てるだけで水素（H2）を製造できる水分解光触媒上に粒径1 nm程度の極微細なロジウム（Rh）?クロム（Cr）複合酸化物（Rh2?xCrxO3）助触媒を、結晶面選択的に担持する新規手法の確立に成功しました。
これにより、従来の助触媒担持手法（光電析法）と比較して、2.6倍高い水分解光触媒活性を達成することに成功しました。本研究によって、様々な最先端光触媒の更なる高活性化が可能になり次世代エネルギー社会の構築は大きく加速されると期待されます。
本研究成果は、2024年9月23日公開の学術誌Journal of the American Chemical Societyに掲載されました。
図1. (a) 開発した結晶面選択的ナノクラスター担持法(F-NCD;本手法) 、(b) 従来のナノクラスター堆積法(NCD)、 (c) 光電着法(PD)および (d) 含浸法(IMP)
【論文情報】
タイトル：Ultrafine Rhodium-Chromium Mixed-Oxide Cocatalyst with Facet-Selective Loading for Excellent Photocatalytic Water Splitting
著者：平山大祐1、川脇徳久2,3*、小口颯太1、小鹿野真衣1、今直誓4、安田友洋4、樋上晃裕4、根岸雄一5*（1. 東京理科大学大学院理学研究科、2. 東京理科大学理学部第一部、3. 東京理科大学研究推進機構総合研究院カーボンバリュー拠点、4. 三菱マテリアル株式会社、5. 東北大学多元物質科学研究所）
*責任著者：東北大学東北大学多元物質科学研究所 教授 根岸雄一、東京理科大学理学部第一部応用化学科 講師 川脇徳久
掲載誌：Journal of the American Chemical Society
DOI：10.1021/jacs.4c07351
問い合わせ先
（研究に関すること）
東北大学多元物質科学研究所
教授 根岸 雄一
Email: yuichi.negishi.a8*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）
（報道に関すること）
東北大学多元物質科学研究所 広報情報室
TEL: 022-217-5198
Email: press.tagen*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）
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