Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

エネルギーと環境問題は、地球規模での最重要課題であり、この解決のためにはクリーンで無尽蔵なエネルギー供給システムの開発が必要となる。光触媒を用いて太陽光のエネルギーにより水を水素と酸素に分解することにより、再生可能でクリーンなエネルギー貯蔵・輸送媒体である水素が得られる。この手法において太陽光を効率よく水素に変換するためには、利用可能な波長範囲の拡張と各波長での量子収率の向上という二つの要素を改善しなければならない。現在のところ、バンドギャップが2.7eVで480nm程度までの光しか水分解には直接利用できず、さらにバンドギャップが小さく長波長側まで吸収できる材料を開発する事が課題となっていた。最近、LaMgxTa1-xO1+3xN2-3xの組成で表される材料が600nm付近の可視光まで利用できる水分解光触媒であることが見出された。この材料をベースとして高活性化や活性発現の要因について明らかにすることにより、さらに高効率な水分解光触媒の開発が期待できる。本研究ではLa1-xCaxTaO1+xN2-x およびLaMgxTa1-xO1+3xN2-3xという組成であらわされる材料を検討したところ、両者ともO:N比が2:1になる組成が最も活性が高いことが明らかになった。以上、この系統のペロブスカイト型酸窒化物の水分解活性発現には上記のような組成制御が効果的であることが明らかになった。