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人工光合成の基礎から、研究の歴史、
実用化に望まれる太陽光エネルギー変換効率、
変換効率向上に向けた戦略を説明
最新の研究成果、そして今後の課題と展望まで、分かり易く解説!
セミナー趣旨
半導体や金属錯体などの光触媒を用い、太陽光エネルギーを利用して「水から水素を製造」あるいは「二酸化炭素を再資源化」する、いわゆる「人工光合成」が、カーボンニュートラル実現、そして持続可能社会構築のキーテクノロジーとして大きな期待を集めています。しかし、その社会実装には、どのような性能が要求され、現状どの程度のレベルに到達しているのか、克服すべき技術課題は何なのか、など専門外の方には分かりにくい面もあるかと思われます。そこで本講座では、半導体光触媒を用いた水の分解による水素製造研究を中心に、人工光合成(水素製造および二酸化炭素還元)の基礎から、研究の歴史、実用化に望まれる太陽光エネルギー変換効率、変換効率向上に向けた戦略、最新の研究成果、そして今後の課題と展望まで、分かり易く解説します。
セミナープログラム
- はじめに
- 人工光合成研究の背景:二酸化炭素排出および化石資源枯渇の懸念
- 化石資源の起源は?天然光合成との関係
- 天然光合成の仕組み
- 人工光合成とは?:その定義と検討されている化学反応
- クリーエネルギーキャリアとしての水素
- 人工光合成系の基本と求められる性能
- 光触媒反応の仕組み
- 環境浄化用「光触媒」との違い
- 犠牲試薬および助触媒とは?
- 研究の歴史
- 人工光合成(水分解)系の性能評価における注意点
- 太陽光エネルギーの総量およびスペクトル分布
- 太陽光スペクトルから光子の数を求める
- 水素製造コストの目標値から算出される光触媒系の基本性能
- 人工光合成(水分解)系の現状と技術課題
- 半導体光触媒を用いた水分解
- 半導体のバンドギャップと光の波長の関係
- 半導体のバンドエネルギーと化学反応の関係
- なぜ可視光を用いた水分解が必須かつ困難なのか?
- .植物の光合成を模倣した二段階励起型(Zスキーム型)可視光水分解
- 長波長利用のための半導体材料開発と応用
- 反応効率向上に向けた助触媒の開発
- 二段階励起型水分解の最新研究例(高効率光触媒パネルなど)
- バンドエンジニアリングに基づく一段階可視光水分解の実証
- 半導体光電極を用いた水分解
- n型半導体またはp型半導体を用いた場合の反応系の違い
- 高効率水分解のための光電極構造の設計指針
- 各種酸化物および非酸化物系半導体電極の開発
- 光触媒を用いた二酸化炭素の還元
- 研究背景および歴史
- 実用化への課題と解決への取り組み
- 半導体光触媒と金属錯体それぞれの利点および課題
- 半導体光触媒を用いた二酸化炭素還元研究の代表例
- 金属錯体を用いた二酸化炭素還元研究の代表例
- .金属錯体-半導体ハイブリッド系による二酸化炭素還元
- 研究進展のまとめ・課題・今後の展望
【質疑応答】
セミナー講師
京都大学 大学院工学研究科物質エネルギー化学専攻 触媒機能化学分野 教授 博士(理学) 阿部 竜 氏
セミナー受講料
【1名の場合】39,600円(税込、資料作成費用を含む)
2名以上は一人につき、11,000円が加算されます。
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