ナノアーキテクトニクスを基盤として、2つの方法で研究を進めています。1つは、半導体光触媒を使うもので、水の分解による水素の製造や二酸化炭素の還元的な固定などです。もう1つは、機能分子層で表面を修飾した半導体や金属を用いるもので、光電変換や二酸化炭素の還元的固定を行っています。

　二次電池は代表的なエネルギー貯蔵法ですが、効率や安全性の面でまだ問題があります。その解決のためには、固体イオン伝導体を用いて電池全体を固体化し、電池の信頼性を飛躍的に向上させる必要があります。また、水素をエネルギー媒体とする時には、水素を電気に変換する燃料電池の開発が不可欠です。どちらにおいても、電池性能向上の鍵は、イオン伝導体の導電性向上と界面の高機能化にあります。そこで、ナノアーキテクトニクスに基づき新しい電解質材料の開発と界面イオン伝導現象の解明をめざして研究を行っています。

　化学反応を思いのままに、かつ効率的に進めるには、化学結合の切断や形成などの各段階を加速する触媒が必要です。複雑な化学反応の触媒には複合的な機能が要求されます。そこで、界面ナノアーキテクトニクスを駆使して、複数の原子を所望の位置に配置・配列することによって、原子を最大限に有効利用し、最高の反応効率を実現する究極の触媒の開発をめざしています。

　界面ナノアーキテクトニクスに基づく効率的な太陽エネルギーの捕捉、化学的ネルギーの貯蔵・利用、高効率の触媒化学反応を実現するためには、界面の構造が鍵になります。特に、固体と溶液の界面の構造を、反応が起こっているその場で高い空間・時間分解能で決定することが不可欠です。そのため、走査プローブ顕微鏡、レーザー分光、シンクロトロン放射光利用など測定法の開発を行い、10億分の1m(nm)での構造の解析、10兆分の1秒(0.1psec)での電子移動速度の測定をめざしています。