51探花

【本学研究者情报】

〇多元物质科学研究所　教授　加藤英树

【発表のポイント】

• 光エネルギーで水を分解する光触媒反応に、酸化鉄を利用することに成功しました。
• 纯粋な酸化鉄は不活性ですが、1%程度のチタンを添加することで光触媒としての活性が発现することを明らかにしました。
• 今后の更なる高机能化により、太阳光を利用した水素製造技术向上への贡献が期待されます。

【概要】

太阳光エネルギーを利用して有用物质を获得する人工光合成^（注１）は持続可能社会実现に向けて重要な技术です。资源量の豊富な酸化鉄の人工光合成応用が期待されていますが、水分解光触媒^（注２）応用の研究はまれでした。

东北大学多元物质科学研究所の加藤英树教授、吉野隼矢助教、大学院工学研究科の宫下智臣大学院生（研究当时）、名古屋大学未来材料?システム研究所の小林亮准教授らの研究グループは、1%程度のチタンをドーピングした酸化鉄を水素生成光触媒であるロジウムドープチタン酸ストロンチウムと组み合わせることで水分解が光触媒的に进行することを见出しました。电気化学测定を通じて、チタンドーピングにより电気抵抗が低下するとともに苍型半导体特性が向上するために光生成した电子と正孔の分离が促进されることが水分解活性発现の要因であることが明らかとなりました。

本成果は、酸化鉄を光触媒的水分解反応に利用するための材料设计指针を示すものであり、酸化鉄の人工光合成応用への贡献が期待されます。

本研究成果は、2026年8月7日付けで、米国化学会の学術誌ACS Applied Energy Materialsに掲載されました。

図1. チタンドーピング量を変えた酸化鉄とロジウムドープチタン酸ストロンチウムを組み合わせたZスキーム型光触媒の水分解に対する活性

【用语解説】

注1. 人工光合成：光エネルギーを利用して高エネルギー化合物を作り出す反応。反応を通じて光エネルギーが化学エネルギーへと変換される。水から水素の生成、二酸化炭素からの一酸化炭素、炭化水素製造などが挙げられる。

注2. 水分解光触媒：光励起により生じる電子?正孔を利用して水を還元?酸化して水素と酸素を生成する光機能材料。

【论文情报】

タイトル：Z-Scheme Water Splitting Utilizing Fe₂O₃ as an Oxygen-Evolving Photocatalyst
著者：Tomoomi Miyashita, Shunya Yoshino, Makoto Kobayashi, Hideki Kato*
*责任着者：东北大学多元物质科学研究所　教授　加藤英树
掲載誌：ACS Applied Energy Materials
顿翱滨：

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学多元物质科学研究所
教授　加藤 英樹
TEL:022-217-5650
Email: hideki.kato.e2*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
东北大学多元物质科学研究所
広报情报室
TEL: 022-217-5198
Email: press.tagen*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）