1: 2014/08/02(土) 02:26:56.52 ID:???.net
可視光でアンモニア人工光合成に成功
掲載日:2014年7月31日
空気中の窒素を固定して、アンモニアを可視光で合成する新しい人工光合成に、北海道大学電子科学研究所の三澤弘明教授と上野貢生(こうせい)准教授、押切友也助教らの研究グループが成功した。可視光を含む幅広い波長域の光エネルギーを電気エネルギーに変換できる酸化物半導体基板に金ナノ微粒子を配置した光電極で、この新しい人工光合成を実現した。
アンモニアは水素よりエネルギー密度が高く、将来のエネルギーキャリアとして注目されており、アンモニアの人工光合成には大きな可能性がある。7月 17 日付のドイツ化学会誌Angewandte Chemie International Edition のオンライン版に発表した。同じ研究グループは金微粒子などで水の光分解、水素と酸素の発生にも成功し、7月2日付の同誌に発表した。
いずれも、可視光による人工光合成に道を開く重要な成果として注目されている。
半導体の光触媒として現在広く使われている酸化チタンは、太陽光の中に5%程度含まれる紫外線しか利用できない弱点がある。北大の三澤弘明教授らは、光と金属表面の自由電子の集団運動が共鳴するプラズモン共鳴現象が起きる金微粒子に着目して、化学反応の触媒としての活用を研究してきた。
酸化物半導体のチタン酸ストロンチウムの単結晶基板上に、光を捉えるアンテナ構造として髪の毛の太さの 1000 分の1程度のサイズの金のナノ微粒子(平均粒径50nm 程度)を高密度に配置し、その背面に窒素をアンモニアへ変換する助触媒としてルテニウムの微粒子を配置した電極を作った。
続きはソースで
図. 光照射に基づいて金ナノ微粒子構造から基板のチタン酸ストロンチウム、ルテニウム
への電子移動と窒素の還元に基づいてアンモニアが発生する様子を記した模式図
http://scienceportal.jp/news/newsflash_review/newsflash/img/140731_img1_w500.jpg
グラフ. アンモニア合成の量子収率(棒グラフ)とプラズモン共鳴効率(青線)の波長依存性
http://scienceportal.jp/news/newsflash_review/newsflash/img/140731_img2_w500.jpg
ソース:サイエンスポータル(2014年7月31日)
可視光でアンモニア人工光合成に成功
http://scienceportal.jp/news/newsflash_review/newsflash/2014/07/20140731_02.html
原論文:Angewandte Chemie International Edition
Yuqing Zhong, et al. Plasmon-Assisted Water Splitting Using Two Sides of the Same...
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201404926/abstract
Tomoya Oshikiri, et al. Plasmon-Induced Ammonia Synthesis through Nitrogen...
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201404748/abstract
プレスリリース:北海道大学
可視光を用いて空気中の窒素をアンモニアに変換する人工光合成の開発に成功(7月29日)
http://www.hokudai.ac.jp/news/140729_pr_es.pdf (PDF)
全可視光の利用と発生した水素・酸素の分離を同時に可能にする人工光合成システムの開発に成功(7月 9日)
http://www.hokudai.ac.jp/news/140709_pr_es.pdf (PDF)
掲載日:2014年7月31日
空気中の窒素を固定して、アンモニアを可視光で合成する新しい人工光合成に、北海道大学電子科学研究所の三澤弘明教授と上野貢生(こうせい)准教授、押切友也助教らの研究グループが成功した。可視光を含む幅広い波長域の光エネルギーを電気エネルギーに変換できる酸化物半導体基板に金ナノ微粒子を配置した光電極で、この新しい人工光合成を実現した。
アンモニアは水素よりエネルギー密度が高く、将来のエネルギーキャリアとして注目されており、アンモニアの人工光合成には大きな可能性がある。7月 17 日付のドイツ化学会誌Angewandte Chemie International Edition のオンライン版に発表した。同じ研究グループは金微粒子などで水の光分解、水素と酸素の発生にも成功し、7月2日付の同誌に発表した。
いずれも、可視光による人工光合成に道を開く重要な成果として注目されている。
半導体の光触媒として現在広く使われている酸化チタンは、太陽光の中に5%程度含まれる紫外線しか利用できない弱点がある。北大の三澤弘明教授らは、光と金属表面の自由電子の集団運動が共鳴するプラズモン共鳴現象が起きる金微粒子に着目して、化学反応の触媒としての活用を研究してきた。
酸化物半導体のチタン酸ストロンチウムの単結晶基板上に、光を捉えるアンテナ構造として髪の毛の太さの 1000 分の1程度のサイズの金のナノ微粒子(平均粒径50nm 程度)を高密度に配置し、その背面に窒素をアンモニアへ変換する助触媒としてルテニウムの微粒子を配置した電極を作った。
続きはソースで
図. 光照射に基づいて金ナノ微粒子構造から基板のチタン酸ストロンチウム、ルテニウム
への電子移動と窒素の還元に基づいてアンモニアが発生する様子を記した模式図
http://scienceportal.jp/news/newsflash_review/newsflash/img/140731_img1_w500.jpg
グラフ. アンモニア合成の量子収率(棒グラフ)とプラズモン共鳴効率(青線)の波長依存性
http://scienceportal.jp/news/newsflash_review/newsflash/img/140731_img2_w500.jpg
ソース:サイエンスポータル(2014年7月31日)
可視光でアンモニア人工光合成に成功
http://scienceportal.jp/news/newsflash_review/newsflash/2014/07/20140731_02.html
原論文:Angewandte Chemie International Edition
Yuqing Zhong, et al. Plasmon-Assisted Water Splitting Using Two Sides of the Same...
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201404926/abstract
Tomoya Oshikiri, et al. Plasmon-Induced Ammonia Synthesis through Nitrogen...
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201404748/abstract
プレスリリース:北海道大学
可視光を用いて空気中の窒素をアンモニアに変換する人工光合成の開発に成功(7月29日)
http://www.hokudai.ac.jp/news/140729_pr_es.pdf (PDF)
全可視光の利用と発生した水素・酸素の分離を同時に可能にする人工光合成システムの開発に成功(7月 9日)
http://www.hokudai.ac.jp/news/140709_pr_es.pdf (PDF)
【マジか!】可視光でアンモニアを人工光合成することに成功の続きを読む