厚さ1.6ナノメートルの炭化チタン膜がCO2光還元を促進
光由来の電子を高速でCO2に輸送

2024年02月20日

研究・産学連携

 千葉大学理学部4年の阿部一響氏、大学院融合理工学府博士前期課程1年の大弓知輝氏、博士前期課程2年(当時)の石井蓮音氏、博士後期課程3年の原慶輔氏、大学院理学研究院の泉康雄教授は、成都バイオガス科学研究所(中国)の張宏偉准教授と共同で、MXene(マキシン)と呼ばれて近年盛んに研究されている新たな2D材料「炭化チタン超薄層化合物Ti3C2Xy (X = O, OH, F, or Cl) を用いたCO2を光燃料化する光触媒について研究しました。その結果、Ti3C2Xyは電気を通す効果があり、複合した酸化ジルコニウム(ZrO2)に紫外可視光を照射することで生じた電子を高速に伝達し、CO2をCOに還元することが分かりました。
 この結果により、Ti3C2Xy を初めとする新規金属炭化/窒化超薄層化合物を用いることで、効率が問題になっている光触媒の電荷分離効果を高め、持続可能なCO2光燃料化の実現につながることが期待されます。

 本研究成果は、2024年2月16日に、アメリカ化学会刊行のLangmuir誌にウェブ公開されました。

  • Ti3C2Xy(X = O, F) の構造図と光由来の電子によりCO2光還元を促進する反応経路の概念図。