ソフトなヨウ素の導入で水分解用光触媒の性能が劇的に向上 -人工光合成(太陽光水素製造)の実現に向けた大きな前進-

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 小川幹太 工学研究科博士課程学生、鈴木肇 同助教、Chengchao Zhong 同博士課程学生、坂本良太 同准教授、冨田修 同助教、陰山洋 同教授、阿部竜 同教授らの研究グループは、佐伯昭紀 大阪大学教授と共同で、ハロゲン層、ペロブスカイト層、フルオライト層の3種の層からなる酸ヨウ化物が、太陽光を用いる水分解(水素製造)用の有望な光触媒となることを初めて見出しました。

 これまで、ヨウ素を含む化合物は、水中で光を当てると分解してしまい水分解用光触媒として用いることができませんでしたが、本物質では、構造中のペロブスカイト層の存在によって、ヨウ素を導入しても安定性が低下しないことを実証しました。さらに、分極率が高くソフトなヨウ素によって、従来の塩素や臭素化物と比べて、可視光線をより多く吸収し、かつ吸収した光エネルギーを反応に効率よく利用できるようになることで、水分解活性が劇的に向上することを明らかにし、本研究は、ヨウ素を含む材料群が太陽光水素製造を実現するための新たな候補物質となることを示しています。

 本研究成果は、2021年5月17日に、国際学術誌「Journal of the American Chemical Society」のオンライン版に掲載されました。

層状ペロブスカイト化合物へのヨウ素導入による活性向上
図:層状ペロブスカイト化合物へのヨウ素導入による活性向上
書誌情報

【DOI】https://doi.org/10.1021/jacs.1c02763

Kanta Ogawa, Hajime Suzuki, Chengchao Zhong, Ryota Sakamoto, Osamu Tomita, Akinori Saeki, Hiroshi Kageyama, Ryu Abe (2021). Layered Perovskite Oxyiodide with Narrow Band Gap and Long Lifetime Carriers for Water Splitting Photocatalysis. Journal of the American Chemical Society.