Takstack/Chemonicles

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粒子分散系Zスキーム水分解に使用される光触媒材料の最新動向(過去10年)

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Tak
Jun 06, 2025
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はじめに

 二段階光励起を利用したZスキーム型の光触媒水分解とは、異なる2種類の半導体光触媒(一般に水素発生光触媒HEPと酸素発生光触媒OEPと呼ばれる)を組み合わせ、電子を媒介するレドックス対(電子伝達媒)を介して水を水素と酸素に完全分解する人工光合成プロセスです。可視光を含む太陽光の有効利用には、一段階励起型ではなくZスキーム型(二段階励起型)の方が適しており、水素発生用もしくは酸素発生用に特化した半導体をそれぞれ組み合わせることで、より広い波長域の光子を収穫できます。Zスキーム全水分解では、HEP側の半導体の伝導帯電子で水素を発生し、OEP側の半導体の価電子帯正孔で酸素を発生します。双方の光触媒間で電子が輸送され、閉回路が形成されることで、それぞれの半反応が空間的に分離して進行し、逆反応(生成したH

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