【中止】人工光合成の基本と最新研究・開発動向および将来展望

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、大規模な太陽光水素製造実証実験などの最新の研究成果、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

1. はじめに
   1. 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
   2. 化石資源の起源は？天然光合成との関係
   3. 天然光合成の仕組み
   4. 人工光合成とは？：その定義と検討されている化学反応
   5. クリーエネルギーキャリアとしての水素
2. 人工光合成系の基本と求められる性能
   1. 光触媒反応の仕組み
   2. 環境浄化用「光触媒」との違い
   3. 犠牲試薬および助触媒とは？
   4. 研究の歴史
   5. 人工光合成（水分解）系の性能評価における注意点
   6. 太陽光エネルギーの総量およびスペクトル分布
   7. 太陽光スペクトルから光子の数を求める
   8. 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
   9. 人工光合成（水分解）系の現状と技術課題
3. 半導体光触媒を用いた水分解
   1. 半導体のバンドギャップと光の波長の関係
   2. 半導体のバンドエネルギーと化学反応の関係
   3. なぜ可視光を用いた水分解が必須かつ困難なのか？
   4. .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
   5. 長波長利用のための半導体材料開発と応用
   6. 反応効率向上に向けた助触媒の開発
   7. 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）
   8. 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
   9. 100 m2規模の太陽光水素製造実証実験
4. 半導体光電極を用いた水分解
   1. 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
   2. 高効率水分解のための光電極構造の設計指針
   3. 各種酸化物および非酸化物系半導体電極の開発
5. 光触媒を用いた二酸化炭素の還元
   1. 研究背景および歴史
   2. 実用化への課題と解決への取り組み
   3. 半導体光触媒と金属錯体それぞれの利点および課題
   4. 半導体光触媒を用いた二酸化炭素還元研究の代表例
   5. 金属錯体を用いた二酸化炭素還元研究の代表例
   6. .金属錯体－半導体ハイブリッド系による二酸化炭素還元
   7. 太陽電池とのハイブリッド型パネルによる太陽光変換効率10.5%の実証
6. 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　阿部　竜　氏

【経歴】
2001年3月 東京工業大学大学院総合理工学研究科物質電子化学専攻
博士課程修了 博士（理学）
2001年4月 独立行政法人産業技術総合研究所・博士研究員
2002年4月 独立行政法人産業技術総合研究所・研究員
2005年10月 北海道大学触媒化学研究センター・助教授
2005年12月 北海道大学大学院地球環境科学研究科・助教授（兼担）
2007年4月 北海道大学触媒化学研究センター・准教授　
結晶機能化研究クラスター・クラスターリーダー（兼任）
2009年10月 科学技術振興機構さきがけ研究者（兼任）
2011年2月 最先端・次世代研究開発支援プログラム研究者
2012年4月 京都大学大学院工学研究科・教授

【受賞】
2003年1月 平成15年度エネルギー学会奨励賞
2003年2月 2003年度太陽エネルギー国際会議最優秀論文賞
2008年3月 日本化学会進歩賞
2019年9月　光化学協会賞
2019年11月　きょうと地域力アップ貢献事業者表彰
2020年11月　総務省2020年度「異能vation」プログラム「ジェネレーションアワード部門企業特別賞」

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。