Research Theme
研究テーマ

カーボンニュートラルに直接的に貢献する人工光合成のための光触媒および光電極や炭素資源有効活用のための固体酸塩基触媒について研究しています。これら物質変換のための無機材料について，結晶構造，結晶面，欠陥など固体特性と機能の関係の理解を深め高機能化を目指しています。また，新しい反応プロセス構築や新物質開拓も行っています。
We develop photocatalysts and photoelectrodes for artificial photosynthesis, and solid acid-base catalysts for effective utilization of carbon resources. We are aiming to improve their functions by deepening understanding of solid state characteristics such as crystal structure, crystal planes and defects. We are also developing new reaction processes and new materials.

半導体光触媒による人工光合成

水素はCO₂を排出しないクリーンな燃料・原料です。太陽光のような再生可能エネを利用して水から作り出した水素はクリーンで再生可能な資源でグリーン水素とも呼ばれます。アンモニアや炭化水素等は我々の生活に欠かせない重要な化学品ですが現在は化石資源から製造されており，使用または製造にCO₂排出を伴います。クリーンな水素を大量に獲得できるとアンモニアはもちろん，ガソリン等の炭化水素もCO₂から製造することができます。つまり，現在化石資源に頼っている大部分をクリーンな水素由来のものに置き換える「水素エネルギー社会」をもたらし，カーボンニュートラルに貢献します。光触媒を用いる水分解反応は，光エネルギーと水から水素を作り出すことができる人工光合成で，クリーン水素製造のための実用技術候補です。当研究室では高効率に水を分解できる光触媒の構築を目指して，新規光触媒開拓，バンドポテンシャル・トラップ制御による高機能化に取り組んでいます。
Water splitting to make hydrogen using semiconductor photocatalyst is called as artificial photosynthesis. We control physical properties of materials, such as band structures, defects, and electron traps, and change the reaction properties, enhancement of the target reaction and suppression of backward reactions, by surface modification.

　　

（光）電極による物質変換系の構築

（光）電気化学系は，電荷分離・反応場分離の観点から高効率な物質変換系を構築できる可能性を有しています。当研究室では，無機材料の特性を活かした（光）電極の開発に取り組んでいます。光触媒材料を用いた光エネルギー変換系や，金属錯体を固定化した複合電極系に注力しています。
(Photo)electrochemical system has the potential to achieve a highly efficient material conversion system from the viewpoint of charge and reaction field separation. We are working on the development of (photo)electrodes that take advantage of the characteristics of inorganic materials. We are focusing on light energy conversion systems using photocatalyst materials and hybridized electrode systems using metal complexes.

　

新物質開拓

高機能な無機材料を創製するためには，これまでに知られていない物質を新たに合成することも重要な課題です。当研究室では，構成イオンのサイズ，価数のコントラストに注目して新物質合成に取り組んでおり，これまでに酸化物，酸窒化物，硫化物の新物質合成に成功しています。
It is important to synthesize novel material that have never been known in order to create high functionality. We are working on the synthesis of new materials by focusing on the contrast of ion size and valence, and have succeeded in synthesizing various new oxides, oxynitrides, and sulfides.