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研究分野別サイレントキーワード
「水分解」とサイレントキーワードを含む研究
【化学】複合化学：電子移動 ／水分解を含む研究件
❏多電子輸送制御に基づく生体機能模倣型酸素発生触媒の開発(26288092)
【研究テーマ】エネルギー関連化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】中村 龍平 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (10447419)
【キーワード】人工光合成 / 水素 / 水分解 / 生体模倣 / 電子移動 (他8件)
【概要】生体マンガン触媒と人工マンガン触媒の酸素発生反応の活性の違いが、Mn3＋反応中間体の安定性の違いに由来するとの仮説を立て、人工触媒の高機能化に取り組んだ。Mn3+の安定化するための手法として協奏的な電子プロトン移動に着目することで、中性のpH環境で触媒活性が大幅に向上することを実証した。また、触媒の結晶面の制御、ならびに微粒子化によりMn3+が特異的に安定化され、活性が向上することを見出した。さら...
❏超高速コヒーレント分光で検証可能な励起エネルギー移動の包括的理論(22740276)
【研究テーマ】生物物理・化学物理
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】斉藤 圭亮 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20514516)
【キーワード】光合成 / 蛋白質 / 非線形光学分光 / クロロフィル / 電子移動 (他25件)
【概要】植物や藻類の行う光合成では，蛋白質に埋め込まれた色素が光のエネルギーを集め，そのエネルギーを効率よく伝達している．そのエネルギーは電子移動やプロトン移動を引き起こすことに使われ，水の分解・酸素発生反応を実現している．反応のしくみを明らかにするためには，実験的にだけでなく，理論的に（計算機を用いるなどして計算することによって）アプローチすることも不可欠である．本研究では，実験結果をうまく説明できる理...
【生物学】基礎生物学：光化学系II ／水分解を含む研究件
❏構造に基づく理論的手法による光合成蛋白質におけるプロトン移動機構の解明(26800224)
【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)
【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)
【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...
❏光合成・光化学系Ⅱ複合体の原子分解能における酸素発生機構の解明(24227002)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2012-05-31 - 2017-03-31
【研究代表者】神谷 信夫 大阪市立大学, 複合先端研究機構, 教授 (60152865)
【キーワード】光化学系II / 光合成 / 水分解酸素発生機構 / X線結晶構造解析 / Mn4Caクラスター (他16件)
【概要】我々は、光合成で水から酸素を発生させている光化学系II(PSII)の結晶構造を、2011年に1.9 Aの高分解能で報告した。これにより、酸素発生Mnクラスターのもっとも安定な状態とされるKokのS1状態の構造が明らかとなった。しかし、PSIIの酸素発生機構をより深く理解するためには、反応の進行とともに変化するPSIIの構造を知る必要がある。本研究では、４種類の除草剤の複合体、サブユニットの一つを失...
❏超高速コヒーレント分光で検証可能な励起エネルギー移動の包括的理論(22740276)
【研究テーマ】生物物理・化学物理
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】斉藤 圭亮 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20514516)
【キーワード】光合成 / 蛋白質 / 非線形光学分光 / クロロフィル / 電子移動 (他25件)
【概要】植物や藻類の行う光合成では，蛋白質に埋め込まれた色素が光のエネルギーを集め，そのエネルギーを効率よく伝達している．そのエネルギーは電子移動やプロトン移動を引き起こすことに使われ，水の分解・酸素発生反応を実現している．反応のしくみを明らかにするためには，実験的にだけでなく，理論的に（計算機を用いるなどして計算することによって）アプローチすることも不可欠である．本研究では，実験結果をうまく説明できる理...
【生物学】基礎生物学：光合成 ／水分解を含む研究件
❏構造に基づく理論的手法による光合成蛋白質におけるプロトン移動機構の解明(26800224)
【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)
【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)
【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...
❏光合成・光化学系Ⅱ複合体の原子分解能における酸素発生機構の解明(24227002)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2012-05-31 - 2017-03-31
【研究代表者】神谷 信夫 大阪市立大学, 複合先端研究機構, 教授 (60152865)
【キーワード】光化学系II / 光合成 / 水分解酸素発生機構 / X線結晶構造解析 / Mn4Caクラスター (他16件)
【概要】我々は、光合成で水から酸素を発生させている光化学系II(PSII)の結晶構造を、2011年に1.9 Aの高分解能で報告した。これにより、酸素発生Mnクラスターのもっとも安定な状態とされるKokのS1状態の構造が明らかとなった。しかし、PSIIの酸素発生機構をより深く理解するためには、反応の進行とともに変化するPSIIの構造を知る必要がある。本研究では、４種類の除草剤の複合体、サブユニットの一つを失...
❏超高速コヒーレント分光で検証可能な励起エネルギー移動の包括的理論(22740276)
【研究テーマ】生物物理・化学物理
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】斉藤 圭亮 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20514516)
【キーワード】光合成 / 蛋白質 / 非線形光学分光 / クロロフィル / 電子移動 (他25件)
【概要】植物や藻類の行う光合成では，蛋白質に埋め込まれた色素が光のエネルギーを集め，そのエネルギーを効率よく伝達している．そのエネルギーは電子移動やプロトン移動を引き起こすことに使われ，水の分解・酸素発生反応を実現している．反応のしくみを明らかにするためには，実験的にだけでなく，理論的に（計算機を用いるなどして計算することによって）アプローチすることも不可欠である．本研究では，実験結果をうまく説明できる理...
【総合理工】エネルギー学：酸素発生 ／水分解を含む研究件
❏構造に基づく理論的手法による光合成蛋白質におけるプロトン移動機構の解明(26800224)
【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)
【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)
【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...
❏光合成・光化学系Ⅱ複合体の原子分解能における酸素発生機構の解明(24227002)
【研究テーマ】構造生物化学
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2012-05-31 - 2017-03-31
【研究代表者】神谷 信夫 大阪市立大学, 複合先端研究機構, 教授 (60152865)
【キーワード】光化学系II / 光合成 / 水分解酸素発生機構 / X線結晶構造解析 / Mn4Caクラスター (他16件)
【概要】我々は、光合成で水から酸素を発生させている光化学系II(PSII)の結晶構造を、2011年に1.9 Aの高分解能で報告した。これにより、酸素発生Mnクラスターのもっとも安定な状態とされるKokのS1状態の構造が明らかとなった。しかし、PSIIの酸素発生機構をより深く理解するためには、反応の進行とともに変化するPSIIの構造を知る必要がある。本研究では、４種類の除草剤の複合体、サブユニットの一つを失...
【総合理工】応用物理学：光電気化学 ／水分解を含む研究件
❏分光測定および第一原理計算を用いた光触媒・電解液界面構造の解明(20K14775)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 雰囲気XPS / 第一原理計算 / その場観察 / 半導体 (他13件)
【概要】安価で高耐久な水素生成用の光触媒材料が開発されればカーボンニュートラル社会の実現に貢献することが気体される。水素製造用光触媒は光触媒(半導体)/電解液界面で反応が起きるのだが、この界面があまりにも複雑なことから、体系的に光触媒材料の高効率化に向けた研究をが困難である。そこで、本研究では、分光測定法および、第一原理モデリングを併用することで、光触媒・電解液界面の構造を調べている。まずは測定結果と第一...
❏光電気化学反応における触媒/溶液界面構造の解明と制御(18K13784)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 光電極 / 第一原理計算 / 雰囲気XPS / 界面 (他13件)
【概要】本研究では、雰囲気光電子分光(XPS)および、第一原理計算によって、光触媒/電解液界面を解析した。第一原理モデリングに関しては光触媒の動作環境下の界面を過剰電荷を含んだ界面の計算によって模擬する方法を提案した。また、同手法を用いて予測した光触媒/電解液界面構造の時間発展をモデル化し、雰囲気XPS実験結果と比較した。その結果、界面の幾何構造のみならず、その電子構造(電子準位接続)が第一原理計算によっ...
❏近赤外光応答水分解光電極の開発(15K17895)
【研究テーマ】エネルギー関連化学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】嶺岸 耕 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40512992)
【キーワード】水素 / 太陽光 / 人工光合成 / カルコゲナイド / 光電気化学 (他14件)
【概要】本研究「近赤外光応答水分解光電極の開発」においてはバンドギャップが小さく、近赤外光に対する光応答を有する半導体光電極を用いた水分解反応を検討した。 CuInSe2光カソードは1200 nmと近赤外域の光に応答し、かつオンセット電位が0.7 V vs. RHEという特性を示した。CuInSe2の禁制帯幅を考慮すると特筆すべき特性で、光電気化学反応のポテンシャルを示す事ができた。 また、ZnSeとCu...
【工学】電気電子工学：バンドアラインメント ／水分解を含む研究件
❏光電気化学反応における触媒/溶液界面構造の解明と制御(18K13784)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 光電極 / 第一原理計算 / 雰囲気XPS / 界面 (他13件)
【概要】本研究では、雰囲気光電子分光(XPS)および、第一原理計算によって、光触媒/電解液界面を解析した。第一原理モデリングに関しては光触媒の動作環境下の界面を過剰電荷を含んだ界面の計算によって模擬する方法を提案した。また、同手法を用いて予測した光触媒/電解液界面構造の時間発展をモデル化し、雰囲気XPS実験結果と比較した。その結果、界面の幾何構造のみならず、その電子構造(電子準位接続)が第一原理計算によっ...
❏光触媒におけるバンドアラインメントの究明と半導体物理的設計指針の構築(18H03772)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】杉山 正和 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90323534)
【キーワード】光触媒 / 半導体物理 / 界面準位 / バンドアラインメント / 水分解 (他8件)
【概要】半導体光触媒として単結晶基板を用い，電解液界面でのバンド曲がりや光起電力に，半導体表面の欠陥準位や電解液由来の化学種が与える影響を系統的に調査した．解析対象としたGaN，SrTiO3，TiO2はいずれも電解液との界面にショットキー接合的なバンドアラインメントを形成したが，半導体表面の結晶欠陥のみならず表面化学種が光励起キャリアの再結合中心となり光照射下でフェルミ準位をピニングし，擬フェルミエネルギ...
【工学】電気電子工学：AP-XPS ／水分解を含む研究件
❏分光測定および第一原理計算を用いた光触媒・電解液界面構造の解明(20K14775)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 雰囲気XPS / 第一原理計算 / その場観察 / 半導体 (他13件)
【概要】安価で高耐久な水素生成用の光触媒材料が開発されればカーボンニュートラル社会の実現に貢献することが気体される。水素製造用光触媒は光触媒(半導体)/電解液界面で反応が起きるのだが、この界面があまりにも複雑なことから、体系的に光触媒材料の高効率化に向けた研究をが困難である。そこで、本研究では、分光測定法および、第一原理モデリングを併用することで、光触媒・電解液界面の構造を調べている。まずは測定結果と第一...
❏光電気化学反応における触媒/溶液界面構造の解明と制御(18K13784)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 光電極 / 第一原理計算 / 雰囲気XPS / 界面 (他13件)
【概要】本研究では、雰囲気光電子分光(XPS)および、第一原理計算によって、光触媒/電解液界面を解析した。第一原理モデリングに関しては光触媒の動作環境下の界面を過剰電荷を含んだ界面の計算によって模擬する方法を提案した。また、同手法を用いて予測した光触媒/電解液界面構造の時間発展をモデル化し、雰囲気XPS実験結果と比較した。その結果、界面の幾何構造のみならず、その電子構造(電子準位接続)が第一原理計算によっ...
【工学】電気電子工学：雰囲気XPS ／水分解を含む研究件
❏分光測定および第一原理計算を用いた光触媒・電解液界面構造の解明(20K14775)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 雰囲気XPS / 第一原理計算 / その場観察 / 半導体 (他13件)
【概要】安価で高耐久な水素生成用の光触媒材料が開発されればカーボンニュートラル社会の実現に貢献することが気体される。水素製造用光触媒は光触媒(半導体)/電解液界面で反応が起きるのだが、この界面があまりにも複雑なことから、体系的に光触媒材料の高効率化に向けた研究をが困難である。そこで、本研究では、分光測定法および、第一原理モデリングを併用することで、光触媒・電解液界面の構造を調べている。まずは測定結果と第一...
❏光電気化学反応における触媒/溶液界面構造の解明と制御(18K13784)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 光電極 / 第一原理計算 / 雰囲気XPS / 界面 (他13件)
【概要】本研究では、雰囲気光電子分光(XPS)および、第一原理計算によって、光触媒/電解液界面を解析した。第一原理モデリングに関しては光触媒の動作環境下の界面を過剰電荷を含んだ界面の計算によって模擬する方法を提案した。また、同手法を用いて予測した光触媒/電解液界面構造の時間発展をモデル化し、雰囲気XPS実験結果と比較した。その結果、界面の幾何構造のみならず、その電子構造(電子準位接続)が第一原理計算によっ...
【工学】電気電子工学：人工光合成 ／水分解を含む研究件
❏発光性ルテニウム錯体をプローブとした半導体の格子欠陥密度の定量(17K19169)
【研究テーマ】無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2017-06-30 - 2020-03-31
【研究代表者】前田 和彦 東京工業大学, 理学院, 准教授 (40549234)
【キーワード】光触媒 / 水分解 / 人工光合成 / 金属錯体 / 半導体 (他6件)
【概要】酸素欠陥密度（電子濃度）を精密に制御したSrTiO3-δ粉末を合成し、その水素・酸素生成の光触媒活性が単位体積あたりの電子濃度10の17乗以上の領域で直線的に増加することを見出した。SrTiO3-δの表面にルテニウム錯体色素を吸着し、その発光寿命を調べることで、SrTiO3-δ表面における励起キャリアの捕捉効果を調べた。その結果、SrTiO3-δ中の酸素欠陥濃度の上昇によって光励起キャリアの捕捉が...
❏二酸化炭素固定を志向した人工光合成システムの構築と速度論的解析(17H06702)
【研究テーマ】合成化学
【研究種目】研究活動スタート支援
【研究期間】2017-08-25 - 2019-03-31
【研究代表者】山本 雅納 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (70802966)
【キーワード】人工光合成 / 光触媒 / 水分解 / 二酸化炭素還元 / ランタノイド系複合酸化物 (他17件)
【概要】安価な水を電子源ならびにプロトン源として、二酸化炭素を固定還元化する電気化学的・光化学的手法を実現した。その触媒活性については13C-二酸化炭素還元生成物の13C{1H} 核磁気共鳴分光法や18O-水光酸化後のラマン分光法により裏付けた。また、光触媒活性と材料構造との相関を解明し、今後の太陽光利用の有用な指標になると期待する。 ...
❏高効率水分解光触媒シートの開発とその原理の確立(16H02417)
【研究テーマ】触媒・資源化学プロセス
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】堂免 一成 信州大学, 先鋭領域融合研究群環境・エネルギー材料科学研究所, 特別特任教授 (10155624)
【キーワード】エネルギー変換プロセス / 光触媒 / 水分解 / 人工光合成 / 大面積 (他7件)
【概要】光触媒微粒子を平面上に固定化した水分解用光触媒シートの作動原理と大規模・低コストに展開できるパネル反応器の研究に取り組んだ．逆反応に対する活性が低く，光触媒と導電材の界面のエネルギー障壁が低くなるような導電材の選択が水分解活性を向上させるうえで特に重要であった．また，光触媒による太陽光の吸収を妨害しない導電材の使用が好ましかった．さらに，1 m2のパネル反応器を試作し，大面積展開に適していることを...
【工学】構造・機能材料：光触媒 ／水分解を含む研究件
❏小区分21050:電気電子材料工学関連(0)
【研究テーマ】2018
【研究種目】光触媒
【研究期間】光電極
【研究代表者】第一原理計算
【キーワード】雰囲気XPS
【概要】ポリチオフェンなどホール輸送性共役高分子の薄層が、固有な光吸収能と電荷輸送能の他に、水分子の酸化還元および水中酸素分子の還元反応の触媒能を兼ね備え、さらにいくつかは光照射下でも促進され、水分解（水素・酸素ガス発生）と過酸化水素生成に作動することを実証している。 （1）一連のポリ（3-アルキルチオフェン）およびアンモニウム塩ドープ体の薄層につき、結晶・非晶構造、ホール輸送性、HOMO/LUMO電子状...
❏分光測定および第一原理計算を用いた光触媒・電解液界面構造の解明(20K14775)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 雰囲気XPS / 第一原理計算 / その場観察 / 半導体 (他13件)
【概要】安価で高耐久な水素生成用の光触媒材料が開発されればカーボンニュートラル社会の実現に貢献することが気体される。水素製造用光触媒は光触媒(半導体)/電解液界面で反応が起きるのだが、この界面があまりにも複雑なことから、体系的に光触媒材料の高効率化に向けた研究をが困難である。そこで、本研究では、分光測定法および、第一原理モデリングを併用することで、光触媒・電解液界面の構造を調べている。まずは測定結果と第一...
❏光電気化学反応における触媒/溶液界面構造の解明と制御(18K13784)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 光電極 / 第一原理計算 / 雰囲気XPS / 界面 (他13件)
【概要】本研究では、雰囲気光電子分光(XPS)および、第一原理計算によって、光触媒/電解液界面を解析した。第一原理モデリングに関しては光触媒の動作環境下の界面を過剰電荷を含んだ界面の計算によって模擬する方法を提案した。また、同手法を用いて予測した光触媒/電解液界面構造の時間発展をモデル化し、雰囲気XPS実験結果と比較した。その結果、界面の幾何構造のみならず、その電子構造(電子準位接続)が第一原理計算によっ...
【工学】総合工学：半導体 ／水分解を含む研究件
❏中区分21:電気電子工学およびその関連分野(0)
【研究テーマ】2018
【研究種目】光触媒
【研究期間】半導体物理
【研究代表者】界面準位
【キーワード】バンドアラインメント
【概要】安価で高耐久な水素生成用の光触媒材料が開発されればカーボンニュートラル社会の実現に貢献することが気体される。水素製造用光触媒は光触媒(半導体)/電解液界面で反応が起きるのだが、この界面があまりにも複雑なことから、体系的に光触媒材料の高効率化に向けた研究をが困難である。そこで、本研究では、分光測定法および、第一原理モデリングを併用することで、光触媒・電解液界面の構造を調べている。まずは測定結果と第一...
❏光電気化学反応における触媒/溶液界面構造の解明と制御(18K13784)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 光電極 / 第一原理計算 / 雰囲気XPS / 界面 (他13件)
【概要】本研究では、雰囲気光電子分光(XPS)および、第一原理計算によって、光触媒/電解液界面を解析した。第一原理モデリングに関しては光触媒の動作環境下の界面を過剰電荷を含んだ界面の計算によって模擬する方法を提案した。また、同手法を用いて予測した光触媒/電解液界面構造の時間発展をモデル化し、雰囲気XPS実験結果と比較した。その結果、界面の幾何構造のみならず、その電子構造(電子準位接続)が第一原理計算によっ...
❏光触媒におけるバンドアラインメントの究明と半導体物理的設計指針の構築(18H03772)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】杉山 正和 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90323534)
【キーワード】光触媒 / 半導体物理 / 界面準位 / バンドアラインメント / 水分解 (他8件)
【概要】半導体光触媒として単結晶基板を用い，電解液界面でのバンド曲がりや光起電力に，半導体表面の欠陥準位や電解液由来の化学種が与える影響を系統的に調査した．解析対象としたGaN，SrTiO3，TiO2はいずれも電解液との界面にショットキー接合的なバンドアラインメントを形成したが，半導体表面の結晶欠陥のみならず表面化学種が光励起キャリアの再結合中心となり光照射下でフェルミ準位をピニングし，擬フェルミエネルギ...
【工学】総合工学：水素製造 ／水分解を含む研究件
❏分光測定および第一原理計算を用いた光触媒・電解液界面構造の解明(20K14775)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 雰囲気XPS / 第一原理計算 / その場観察 / 半導体 (他13件)
【概要】安価で高耐久な水素生成用の光触媒材料が開発されればカーボンニュートラル社会の実現に貢献することが気体される。水素製造用光触媒は光触媒(半導体)/電解液界面で反応が起きるのだが、この界面があまりにも複雑なことから、体系的に光触媒材料の高効率化に向けた研究をが困難である。そこで、本研究では、分光測定法および、第一原理モデリングを併用することで、光触媒・電解液界面の構造を調べている。まずは測定結果と第一...
❏光電気化学反応における触媒/溶液界面構造の解明と制御(18K13784)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 光電極 / 第一原理計算 / 雰囲気XPS / 界面 (他13件)
【概要】本研究では、雰囲気光電子分光(XPS)および、第一原理計算によって、光触媒/電解液界面を解析した。第一原理モデリングに関しては光触媒の動作環境下の界面を過剰電荷を含んだ界面の計算によって模擬する方法を提案した。また、同手法を用いて予測した光触媒/電解液界面構造の時間発展をモデル化し、雰囲気XPS実験結果と比較した。その結果、界面の幾何構造のみならず、その電子構造(電子準位接続)が第一原理計算によっ...
❏多電子輸送制御に基づく生体機能模倣型酸素発生触媒の開発(26288092)
【研究テーマ】エネルギー関連化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】中村 龍平 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (10447419)
【キーワード】人工光合成 / 水素 / 水分解 / 生体模倣 / 電子移動 (他8件)
【概要】生体マンガン触媒と人工マンガン触媒の酸素発生反応の活性の違いが、Mn3＋反応中間体の安定性の違いに由来するとの仮説を立て、人工触媒の高機能化に取り組んだ。Mn3+の安定化するための手法として協奏的な電子プロトン移動に着目することで、中性のpH環境で触媒活性が大幅に向上することを実証した。また、触媒の結晶面の制御、ならびに微粒子化によりMn3+が特異的に安定化され、活性が向上することを見出した。さら...
【工学】総合工学：第一原理計算 ／水分解を含む研究件
❏分光測定および第一原理計算を用いた光触媒・電解液界面構造の解明(20K14775)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 雰囲気XPS / 第一原理計算 / その場観察 / 半導体 (他13件)
【概要】安価で高耐久な水素生成用の光触媒材料が開発されればカーボンニュートラル社会の実現に貢献することが気体される。水素製造用光触媒は光触媒(半導体)/電解液界面で反応が起きるのだが、この界面があまりにも複雑なことから、体系的に光触媒材料の高効率化に向けた研究をが困難である。そこで、本研究では、分光測定法および、第一原理モデリングを併用することで、光触媒・電解液界面の構造を調べている。まずは測定結果と第一...
❏光電気化学反応における触媒/溶液界面構造の解明と制御(18K13784)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 光電極 / 第一原理計算 / 雰囲気XPS / 界面 (他13件)
【概要】本研究では、雰囲気光電子分光(XPS)および、第一原理計算によって、光触媒/電解液界面を解析した。第一原理モデリングに関しては光触媒の動作環境下の界面を過剰電荷を含んだ界面の計算によって模擬する方法を提案した。また、同手法を用いて予測した光触媒/電解液界面構造の時間発展をモデル化し、雰囲気XPS実験結果と比較した。その結果、界面の幾何構造のみならず、その電子構造(電子準位接続)が第一原理計算によっ...
【工学】総合工学：界面 ／水分解を含む研究件
❏分光測定および第一原理計算を用いた光触媒・電解液界面構造の解明(20K14775)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 雰囲気XPS / 第一原理計算 / その場観察 / 半導体 (他13件)
【概要】安価で高耐久な水素生成用の光触媒材料が開発されればカーボンニュートラル社会の実現に貢献することが気体される。水素製造用光触媒は光触媒(半導体)/電解液界面で反応が起きるのだが、この界面があまりにも複雑なことから、体系的に光触媒材料の高効率化に向けた研究をが困難である。そこで、本研究では、分光測定法および、第一原理モデリングを併用することで、光触媒・電解液界面の構造を調べている。まずは測定結果と第一...
❏光電気化学反応における触媒/溶液界面構造の解明と制御(18K13784)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 光電極 / 第一原理計算 / 雰囲気XPS / 界面 (他13件)
【概要】本研究では、雰囲気光電子分光(XPS)および、第一原理計算によって、光触媒/電解液界面を解析した。第一原理モデリングに関しては光触媒の動作環境下の界面を過剰電荷を含んだ界面の計算によって模擬する方法を提案した。また、同手法を用いて予測した光触媒/電解液界面構造の時間発展をモデル化し、雰囲気XPS実験結果と比較した。その結果、界面の幾何構造のみならず、その電子構造(電子準位接続)が第一原理計算によっ...
【工学】総合工学：界面化学 ／水分解を含む研究件
❏分光測定および第一原理計算を用いた光触媒・電解液界面構造の解明(20K14775)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 雰囲気XPS / 第一原理計算 / その場観察 / 半導体 (他13件)
【概要】安価で高耐久な水素生成用の光触媒材料が開発されればカーボンニュートラル社会の実現に貢献することが気体される。水素製造用光触媒は光触媒(半導体)/電解液界面で反応が起きるのだが、この界面があまりにも複雑なことから、体系的に光触媒材料の高効率化に向けた研究をが困難である。そこで、本研究では、分光測定法および、第一原理モデリングを併用することで、光触媒・電解液界面の構造を調べている。まずは測定結果と第一...
❏光電気化学反応における触媒/溶液界面構造の解明と制御(18K13784)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】佐藤 正寛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40805769)
【キーワード】光触媒 / 光電極 / 第一原理計算 / 雰囲気XPS / 界面 (他13件)
【概要】本研究では、雰囲気光電子分光(XPS)および、第一原理計算によって、光触媒/電解液界面を解析した。第一原理モデリングに関しては光触媒の動作環境下の界面を過剰電荷を含んだ界面の計算によって模擬する方法を提案した。また、同手法を用いて予測した光触媒/電解液界面構造の時間発展をモデル化し、雰囲気XPS実験結果と比較した。その結果、界面の幾何構造のみならず、その電子構造(電子準位接続)が第一原理計算によっ...
【工学】総合工学：水素 ／水分解を含む研究件
❏光触媒におけるバンドアラインメントの究明と半導体物理的設計指針の構築(18H03772)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】杉山 正和 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90323534)
【キーワード】光触媒 / 半導体物理 / 界面準位 / バンドアラインメント / 水分解 (他8件)
【概要】半導体光触媒として単結晶基板を用い，電解液界面でのバンド曲がりや光起電力に，半導体表面の欠陥準位や電解液由来の化学種が与える影響を系統的に調査した．解析対象としたGaN，SrTiO3，TiO2はいずれも電解液との界面にショットキー接合的なバンドアラインメントを形成したが，半導体表面の結晶欠陥のみならず表面化学種が光励起キャリアの再結合中心となり光照射下でフェルミ準位をピニングし，擬フェルミエネルギ...
❏近赤外光応答水分解光電極の開発(15K17895)
【研究テーマ】エネルギー関連化学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】嶺岸 耕 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40512992)
【キーワード】水素 / 太陽光 / 人工光合成 / カルコゲナイド / 光電気化学 (他14件)
【概要】本研究「近赤外光応答水分解光電極の開発」においてはバンドギャップが小さく、近赤外光に対する光応答を有する半導体光電極を用いた水分解反応を検討した。 CuInSe2光カソードは1200 nmと近赤外域の光に応答し、かつオンセット電位が0.7 V vs. RHEという特性を示した。CuInSe2の禁制帯幅を考慮すると特筆すべき特性で、光電気化学反応のポテンシャルを示す事ができた。 また、ZnSeとCu...
❏多電子輸送制御に基づく生体機能模倣型酸素発生触媒の開発(26288092)
【研究テーマ】エネルギー関連化学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】中村 龍平 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (10447419)
【キーワード】人工光合成 / 水素 / 水分解 / 生体模倣 / 電子移動 (他8件)
【概要】生体マンガン触媒と人工マンガン触媒の酸素発生反応の活性の違いが、Mn3＋反応中間体の安定性の違いに由来するとの仮説を立て、人工触媒の高機能化に取り組んだ。Mn3+の安定化するための手法として協奏的な電子プロトン移動に着目することで、中性のpH環境で触媒活性が大幅に向上することを実証した。また、触媒の結晶面の制御、ならびに微粒子化によりMn3+が特異的に安定化され、活性が向上することを見出した。さら...
【医歯薬学】薬学：プロトン移動 ／水分解を含む研究件
❏構造に基づく理論的手法による光合成蛋白質におけるプロトン移動機構の解明(26800224)
【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)
【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)
【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...
❏超高速コヒーレント分光で検証可能な励起エネルギー移動の包括的理論(22740276)
【研究テーマ】生物物理・化学物理
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】斉藤 圭亮 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20514516)
【キーワード】光合成 / 蛋白質 / 非線形光学分光 / クロロフィル / 電子移動 (他25件)
【概要】植物や藻類の行う光合成では，蛋白質に埋め込まれた色素が光のエネルギーを集め，そのエネルギーを効率よく伝達している．そのエネルギーは電子移動やプロトン移動を引き起こすことに使われ，水の分解・酸素発生反応を実現している．反応のしくみを明らかにするためには，実験的にだけでなく，理論的に（計算機を用いるなどして計算することによって）アプローチすることも不可欠である．本研究では，実験結果をうまく説明できる理...
【医歯薬学】薬学：タンパク質 ／水分解を含む研究件
❏構造に基づく理論的手法による光合成蛋白質におけるプロトン移動機構の解明(26800224)
【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)
【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)
【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...
❏超高速コヒーレント分光で検証可能な励起エネルギー移動の包括的理論(22740276)
【研究テーマ】生物物理・化学物理
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】斉藤 圭亮 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20514516)
【キーワード】光合成 / 蛋白質 / 非線形光学分光 / クロロフィル / 電子移動 (他25件)
【概要】植物や藻類の行う光合成では，蛋白質に埋め込まれた色素が光のエネルギーを集め，そのエネルギーを効率よく伝達している．そのエネルギーは電子移動やプロトン移動を引き起こすことに使われ，水の分解・酸素発生反応を実現している．反応のしくみを明らかにするためには，実験的にだけでなく，理論的に（計算機を用いるなどして計算することによって）アプローチすることも不可欠である．本研究では，実験結果をうまく説明できる理...
【医歯薬学】薬学：水素結合 ／水分解を含む研究件
❏構造に基づく理論的手法による光合成蛋白質におけるプロトン移動機構の解明(26800224)
【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)
【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)
【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...
❏超高速コヒーレント分光で検証可能な励起エネルギー移動の包括的理論(22740276)
【研究テーマ】生物物理・化学物理
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】斉藤 圭亮 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20514516)
【キーワード】光合成 / 蛋白質 / 非線形光学分光 / クロロフィル / 電子移動 (他25件)
【概要】植物や藻類の行う光合成では，蛋白質に埋め込まれた色素が光のエネルギーを集め，そのエネルギーを効率よく伝達している．そのエネルギーは電子移動やプロトン移動を引き起こすことに使われ，水の分解・酸素発生反応を実現している．反応のしくみを明らかにするためには，実験的にだけでなく，理論的に（計算機を用いるなどして計算することによって）アプローチすることも不可欠である．本研究では，実験結果をうまく説明できる理...
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