有機半導体を用いた光触媒による太陽光水素製造に関する研究

アピールポイント

• 有機薄膜太陽電池において高効率を示す独自開発の有機半導体材料をナノ粒子光触媒として応用し、太陽光による水素製造を可能にした。
• 本研究で開発した有機光触媒は、可視光全域を利用できるため、従来の無機系光触媒に比べて2倍以上の太陽光エネルギーを活用できる。

 
研究者のねらい
　従来の無機光触媒は波長が600 nmまでの可視光領域しか利用できなかったが、本研究で開発する有機光触媒は可視光全域を利用できる。これにより、従来の光触媒よりも2倍以上の太陽光エネルギーを活用できるようになり、水素製造の高効率化に向けて大きなアドバンテージとなる。また、有機半導体は無機半導体に比べてはるかに高い吸光能を持つため、少量でも十分に太陽光を吸収できる。すなわち、有機光触媒による高効率水素生成技術は、材料削減による低コスト化にも優位性があり、総環境負荷の低減が期待できる。 　　　　　　　　　　　　　　　　　

 
研究内容

 
電流ー電圧特性

 
分光感度特性

 
モジュールへ展開（2 cm角 → 20 cm角）

 
有機光触媒へ展開（ナノ粒子化）

 
Cryo-TEM

 
反応機構

 
水素発生量

 
外部量子効率

 
関連情報
【論文】
Tsubasa Mikie, Tomokazu, Morioku, Shota Suruga, Momoka Hada, Yuki Sato, Hideo Ohkita, Itaru Osaka,
Dithienonaphthobisthiadiazole synthesized by thienannulation of electron-deficient rings: an acceptor 　
building unit for high-performance π-conjugated polymers, Chemical Science, 15: 19991–20001, 2024.
【知財】特願2019-159031、特願2021-132762、特願2022-34404 、特願2024-095535

 
研究者
三木江　翼（MIKIE TSUBASA）
広島大学
大学院先進理工系科学研究科
助教