人工光合成の実現に向けた高活性触媒の開発

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 持続可能社会の実現に向けて、太陽光を始めとする再生可能エネルギーの利用が近年大きく期待されており、その中の一つに自然界の植物のように太陽光エネルギーで化学反応を起こす人工光合成と呼ばれる方法があります。

 人工光合成では太陽光のエネルギーで水を分解して水素を生成したり、二酸化炭素を還元して有用化合物を合成したりすることを目指しており、これらを効率良く行うには太陽光の様々な波長の光を利用できる触媒を開発することや、光のエネルギーを吸収した電子を出来るだけエネルギーロスを伴わずに反応に利用することなどが重要です。

 しかし、人工光合成でのエネルギー変換に重要な化学反応(酸素発生や二酸化炭素還元など)は反応経路が非常に複雑で、長年研究されているにもかかわらず未だに未解明な部分が多く残っています。そこで当研究室では、これらの反応を起こすのに重要な要素について一から仮説を立て、電気化学や光化学の手法を駆使して検討することで、これまでにない高活性な触媒を開発したり、今後の触媒設計に活きる新たな指針を確立したりすることを目指して研究を行っています。そしてさらに、開発した触媒を光触媒と組み合わせ、実際に光照射のもとで水分解や二酸化炭素固定などの人工光合成反応を効率良く行うための研究も並行して行っています。

人工光合成の実現に向けた高活性触媒の開発