ホーム > ニュース・プレス > プレスリリース > 2014年 > 豊富・安価・低毒性な水分解光触媒物質を発見

豊富・安価・低毒性な水分解光触媒物質を発見

科学技術振興機構
独立行政法人物質・材料研究機構

JST 課題達成型基礎研究の一環として、物質・材料研究機構 (NIMS) 環境再生材料ユニットの阿部 英樹 主幹研究員と梅澤 直人 主任研究者らは、太陽光をエネルギー源として水から水素燃料を生成することができる新しい光触媒物質 : 4酸化3スズ (Sn3O4) を発見しました。

概要

JST 課題達成型基礎研究の一環として、NIMS 環境再生材料ユニットの阿部 英樹 主幹研究員と梅澤 直人 主任研究者らは、太陽光をエネルギー源として水から水素燃料を生成することができる新しい光触媒物質 : 4酸化3スズ (Sn3O4) を発見しました。

太陽光は究極の持続可能エネルギーですが、濃縮・輸送に適した化学エネルギー源 (= 燃料) の形態に直接変換する技術が確立されていないため、従来の化石燃料や核燃料を代替するには至っていません。

酸化チタン (TiO2) を代表とする多くの水分解光触媒は、紫外線を吸収して水を分解し、水素燃料を生成することができますが、太陽光エネルギーの半分以上を占める可視光を吸収できないため、実際の太陽光エネルギー変換において利用することは困難でした。一方、可視光を吸収して水を分解することができる新しい光触媒材料の開発が世界規模で進められていますが、現行の材料の多くは高価なタンタルなどのレアメタルや毒性の高い鉛を高濃度に含んでいるため、コストや環境対応性の面で課題を抱えています。

今回、理論科学と実験科学の連携により新しい光触媒物質を発見しました。2価のスズ注1) イオン (Sn2+) を含む酸化物が可視光下での水分解光触媒反応に対して好ましい電子構造を持つ可能性があるという理論予測に基づき物質探索を行ったところ、2価のスズイオン (Sn2+) と4価のスズイオン (Sn4+) からなるスズ酸化物 : Sn3O4 (Sn2+2Sn4+O4) を見つけました。その結果、この物質はTiO2が全く活性を示さない可視光照射下で、水分解反応を促進し水素を発生することが分かりました。

スズの酸化物は、毒性が低く、安価であり、豊富に存在するため、透明電導体の材料として広く利用されています。今回発見したSn3O4触媒は、水素燃料製造時の環境負荷やコストを抑えることができ、太陽エネルギーを基盤とする循環型社会の実現に大きく貢献するものと期待されます。

本研究成果は、米国化学会発行の『ACS Applied Materials & Interfaces』のオンライン版に近く掲載されます。


「プレス資料中の図1 :  Sn<sub>3</sub>O<sub>4</sub>触媒の電子顕微鏡像<br />合成された材料は、マイクロサイズ (100万分の1メートル) の薄片状結晶の集合体です。」の画像

プレス資料中の図1 :  Sn3O4触媒の電子顕微鏡像
合成された材料は、マイクロサイズ (100万分の1メートル) の薄片状結晶の集合体です。




お問い合わせ先

研究内容に関すること
阿部 英樹 (アベ ヒデキ)
物質・材料研究機構 環境再生材料ユニット 触媒機能材料グループ
〒305-0044 茨城県つくば市並木1丁目−1
Tel : 029-860-4803
Fax : 029-860-4958
E-Mail: ABE.Hideki=nims.go.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
JSTの事業に関すること
古川 雅士 (フルカワ マサシ) 、大阿久 裕美 (オオアク ヒロミ)
科学技術振興機構 戦略研究推進部 グリーンイノベーション・グループ
〒102-0076 東京都千代田区五番町7 K’s五番町
Tel : 03-3512-3525
Fax : 03-3222-2063
E-Mail: presto=jst.go.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
広報に関すること
科学技術振興機構 広報課
〒102-8666 東京都千代田区四番町5番地3
Tel : 03-5214-8404
Fax : 03-5214-8432
独立行政法人物質・材料研究機構 企画部門 広報室
〒305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1
Tel : 029-859-2026
Fax : 029-859-2017

似たキーワードを含む プレスリリース

2016.01.25
2016.01.08
コンパクト超高磁場NMRの実現へ (科学技術振興機構,JST)
2014.03.26
Get ADOBE® READER®

PDFファイルの閲覧には、Adobe® Readerが必要です。


国立研究開発法人物質・材料研究機構
〒305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1
TEL.029-859-2000 (代表)