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研究概要

WO3ベース触媒を用いたCO2の光還元による燃料生成

　三酸化タングステンWO3は光触媒として働き、CO2をメタノールなどの燃料に還元することが可能です（この際、カウンターの反応としてH2Oから酸素が生成します）。この反応を利用して、CO2を効果的に燃料に変換できるWO3ベース材料を設計しています。

WO3触媒によるCO2の光還元

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フォトクロミック・ガスクロミック材料

　フォトクロミック材料は、光を照射・遮断することで材料の色が可逆的に変化します。この特性を利用して、夏と冬で室内に入射する太陽光を制御するスマートウインドウや光メモリー・ディスプレイ材料を設計できます。
　ガスクロミック材料は、水素ガスなどの活性ガスの存在によって、同様に材料の色が可逆的に変化します。人体内では、体調不良の際に水素ガスや硫化水素ガスが発生するため、このようなガスセンサーを用いて、ヘルスケアに応用することが出来ます。上述の「WO3光触媒を用いたCO2の光還元」により発生したメタノール等について、室温でかつ可視的にセンシングするセンサについても研究しています。
　以下にWO₃ベース材料のフォトクロミズムの概要を記載します。光を照射した部分だけ青くなっています（図右）、光が照射されなくなると透明（図左）に戻ります。WO₃は、樹脂や白金などと複合化することで、光センサやガスセンサとして作動します。

誘電体材料

　電荷をためることが出来るコンデンサ（キャパシタ）は、スマートフォンやPCをはじめとした様々な電子機器に使用されています。コンデンサの誘電材料として、チタン酸バリウムや酸化タンタルなどが広く使用されています。新規な誘電体チタン酸バリウムBaTi2O5の合成や焼結、その他誘電体材料の材料設計を行っています。

放射冷却材料

　絶対零度でない物質は、電磁波の放出がおこります。冬の晴天の夜間では、地表面から放出される電磁波は大気で吸収されずに宇宙まで到達するため、地表面はどんどん冷却されます。この現象は放射冷却と呼ばれます。放射冷却現象を夏場でも利用することで、物体を常に冷却することが出来るようになります。酸窒化ケイ素は放射冷却能が高く、この材料を用いて放射冷却デバイスの設計を行っています。金属表面への放射冷却材料のコーティング（車やプラント等の冷却を想定）や樹脂への複合化（塗料による冷却を想定）などで、『無電力で』周囲温度よりも低い温度を実現しています。

放射冷却画像(高解像度).png

​その他の研究(紹介スライド)

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