可視光応答型光触媒を用いた太陽電池一水素製造システムの開発

利用可见光响应光催化剂开发太阳能电池制氢系统

• 批准号: 08F08081
• 负责人: 楠元 芳文
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Kagoshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08F08081/
• 关键词: 可視光応答型光触媒; 金属ナノ粒子; 触媒・化学プロセス; 薄膜; ドーピング; 太陽電池; 水素; タンデム型

新規合成法を開発して種々の可視光応答型光触媒や金属ナノ粒子を合成した。まず,窒素か炭素または両方をTiO_2中に取り込んだ,粒径が300-500nmのミクロ球状可視光応答型光触媒(N-,C-,N,-C-ドープTiO_2)の新規合成法を開発し,さらに光触媒活性を670nm付近までの可視光下での有機物および水の分解により評価し、国際誌に公表した。開発中の太陽電池は,電解質溶液を用いるので湿式型と呼ばれ,固体化の研究が急務である。そこで,固体型太陽電池研究用としてこれまで広く研究されているCuIに代わるものとして,SiCを新規の材料として用い,結晶阻害剤として複数のイオン性液体と併用することで,酸化鉄太陽電池の固体化と効率向上に寄与することを発見し、国際誌に公表した。レーザー蒸着法を用いて作製した酸化鉄太陽電池および酸化チタン太陽電池の対極として、高価な白金の代わりに単層カーボンナノチューブが有効であることを明らかにし、国際誌に公表した。紫外線しか吸収しない酸化チタンを担体として活用して,貴金属によるプラズモン可視光吸収を活用して,実際上,可視光応答型光触媒としの機能を持たせることができると考え、貴金属(金,銀,銅)ナノ粒子やそれらと酸化チタンとの複合化についても,精力的に新規の合成法の開発に貢献し、国際誌に公表した。また、可視光応答を示す硫化カドミウムの新規合成法の開発にも貢献し、国際誌に公表した。本研究で新しく発見・開発した光触媒や金属ナノ粒子の太陽電池や水素発生系の材料としての評価や改良,課題等について引き続き研究を行っており、太陽電池一水素製造システムの開発に向けて努力を傾注しているところである。

我们开发了一种新的合成方法，合成了各种可见光响应光催化剂和金属纳米粒子。首先，我们开发了一种新的合成方法，用于将氮、碳或两者结合到TiO_2中，制备粒径为300-500 nm的微球形可见光响应光催化剂（N-,C-,N,-C掺杂TiO_2）。此外，通过在670 nm左右的可见光下分解有机物和水来评估光催化活性，结果发表在国际期刊上。正在开发的太阳能电池被称为湿式太阳能电池，因为它们使用电解质溶液，迫切需要研究如何将其固化。因此，作为固态太阳能电池研究中广泛研究的CuI的替代品，SiC被用作新材料，通过将其与多种离子液体一起用作晶体抑制剂，可以生长氧化铁太阳能电池。他们发现它有助于固化和效率提高，并将其发表在国际期刊上。我们发现单壁碳纳米管可以有效地代替昂贵的铂作为使用激光气相沉积制造的氧化铁太阳能电池和氧化钛太阳能电池的对电极，并在国际期刊上发表了该结果。我们认为，通过利用仅吸收紫外线的二氧化钛作为载体，并利用贵金属的等离激元可见光吸收，我们实际上可以使其发挥可见光响应光催化剂的作用。他也为这一发展做出了积极贡献。开发了铜（铜）纳米颗粒及其与氧化钛复合材料的新合成方法，并在国际期刊上发表。他还为开发一种对可见光有反应的硫化镉新合成方法做出了贡献，该方法发表在国际期刊上。我们将继续对本研究中新发现和开发的光催化剂和金属纳米颗粒作为太阳能电池和制氢系统材料的评估、改进和问题进行研究，并致力于太阳能电池制氢的开发我们目前正在专注于这个系统。

项目成果

Enhancement of Photocatalytic Cancer Cell-Killing Activity by Using Ag@TiO_2 Core-Shell Composite Nanoclusters

Ag@TiO_2核壳复合纳米团簇增强光催化癌细胞杀伤活性

• 发表时间: 2009
• 期刊: NSTI-Nanotech 2
• 作者: L. Yuliati;T. Hamajima;T. Hattori;H. Yoshida;Bashir Ahmmad;Tran Hoai Nam;Md.Abdulla-Al-Mamun
• 通讯作者: Md.Abdulla-Al-Mamun

Fabrication, N-doping mechanism and evaluation of N-doped TiO_2 thin films based on laser ablation method

基于激光烧蚀法的氮掺杂TiO_2薄膜的制备、氮掺杂机理及评价

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal of Scientific Research 2
• 作者: L. Yuliati;T. Hamajima;T. Hattori;H. Yoshida;Bashir Ahmmad;Tran Hoai Nam;Md.Abdulla-Al-Mamun;Md.Abdulla-Al-Mamun;Shouichi Somekawa
• 通讯作者: Shouichi Somekawa

Plasmon-induced photothermal cell-killing effect of gold colloidal nanoparticles on epithelial carcinoma cells

• DOI: 10.1039/b907524k
• 发表时间: 2009-01-01
• 期刊: PHOTOCHEMICAL & PHOTOBIOLOGICAL SCIENCES
• 影响因子: 3.1
• 作者: Abdulla-Al-Mamun, Md;Kusumoto, Yoshihumi;Ahmmad, Bashir
• 通讯作者: Ahmmad, Bashir

Tandem Cell for Photocatalytic Hydrogen Production : Material Design

用于光催化制氢的串联电池：材料设计

• 发表时间: 2008
• 作者: L. Yuliati;T. Hamajima;T. Hattori;H. Yoshida;Bashir Ahmmad;Tran Hoai Nam;Md.Abdulla-Al-Mamun;Md.Abdulla-Al-Mamun;Shouichi Somekawa;Yoshihumi Kusumoto;Yoshihumi Kusumoto
• 通讯作者: Yoshihumi Kusumoto