【物理・資源】窒化ガリウムに光触媒作用

青色発光ダイオード実用化の鍵となった窒化ガリウムに、光をあてると光触媒の作用が働いて、
水が水素と酸素に分解されることが、東京理科大学などの研究でわかり、水素エネルギーの
製造につながる技術として注目されています。

記事ソース
http://www3.nhk.or.jp/knews/news/2005/10/26/t20051026000091.html
プレスリリース
http://www.sut.ac.jp/news/2005/1026.html

関連スレ：
【技術】家庭向け燃料電池用　水素製造装置を小型化　東北大
http://news18.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1129958048/
水素エネルギー普及へ研究機関・資源エネルギー庁が来年度創設
http://news18.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1127907172/

やっとスレがたったか。
これ、どうなのよ？

まじ？すげー

ＮＨＫでも報道されてたな

俺受験サロン板のの天才物理専門コテだけどこれはたいしたことないね

窒化ガリウムすげー

これって紫外線のエネルギーで水を分解するってことなんでしょ？
エネルギーの変換効率はどんなもんなんだろう。

これでやっと石油から脱却できる。
早く実用化きぼん。

よくやった。これで水素は目途が立ちそうだ。

今度は。co2を直接、炭素と酸素に分ける物質きぼー。

>7
詳しい資料
http://www.sut.ac.jp/news/2005/pdf/1026.pdf
によると、0.5%だそうです。

今ソース読んだけど、あんまりエネルギー効率高くないね。
将来的には20％まで持っていきたいようだけど。

>10
今後実用化に向けては０．５％が少しでも上がるといいな。

別にTiO2でもいいんじゃね？
GaN使うメリットがわからん。

うわっ。本多藤島効果なんだ。
学生の頃酸化チタンでお世話になりました。

光触媒の分野で聞かない日は無いのねー
これってノーベル賞の候補にならないの。

偉い人教えて？

日本の組織なり日本人に一番早く特許取って実用化して欲しいね、売国奴奥田がのさばるトヨタだけは勘弁だけど。
でもまあ電気自動車の普及に一歩近づいた感じで嬉しい。

>>14
藤島教授は毎年のように候補に挙がっていると聞いた。

ガリガリ君はガリウムで味をつけているのでガリガリ君という商品名。

なんで中村氏がうろついてるの?

>>16
実用化時が、チャンスだな。

今年の物理学賞も、量子通信の実用化が弾みになっているし。

>>14
候補になってるけど、最近のノーベル賞は
社会への貢献度も絡んでくるからねぇ。
NOx分解程度のパフォーマンスではちとキツイ。

水分解を可視光で可能にしたら、現実味を帯びるんじゃないかな？

実は窒化ガリウム以外にも、有望視されている触媒が発見されてる。
東大にて開発中。

水をエネルギーにできるんだ。

将来はアイアンキングになりたいという子供の頃の夢に一歩近づいたな。

チタバリ？光触媒は前からあったよな。窒化ガリウムのその性質があるってこと？

>20
>10でいくつか言及されてますね

>>23
ホントだ。ググッたらこんなんもでてきた。
ttp://www.jst.go.jp/kisoken/seika/zensen/02doumen/

もし水をエネルギー源にする社会ができたら、産業革命だな。
「石油成金哀れ」
となれば嬉しい。

植物最強

光を使って大量に水素を得なければならない。NASAの科学者たちはこの問題に立ち向かうべく、
10年の歳月 と120億ドルの開発費をかけて研究を重ねた。
その結果ついに、光触媒で水を水素と酸素に分けることに成功した！！！



一方ロシアは植物を使った。

>>25
光触媒の説明で光合成に似ているという書き方をする人がいるが、
光合成の方がはるかに精妙といえますな。

>>18
中村はこの研究の総括責任者。
窒化ガリウムの光触媒作用を気づいたのが中村だが、実験で確認することができなかったため
理科大に持ち込み。理科大が実験で確認したのではないかと思われる。

>>27
プロトンの勾配を作ってプロトンを流し水車のようにATPを作る・・・

水素をただ燃やしちゃうんじゃなくてこの辺まで真似できればかっこいいんだが

米加大の中村教授と理科大、窒化ガリウムで水から水素製造 (2005/10/26 日経新聞)
　
　米カリフォルニア大学の中村修二教授と東京理科大学の研究グループは26日、
　次世代ＤＶＤの光源などとして実用化が進む窒化ガリウム結晶を活用して、水
　から水素ガスを製造することに成功したと発表した。
　基礎研究の段階だが実用化できれば、燃料に水を使う燃料電池が実現し、
　自動車やパソコンなど幅広い製品への応用が期待できる。

　中村教授が総括責任者を務める科学技術振興機構の研究プロジェクト
　での成果。東京理科大の大川和宏助教授が中心となって進めた。

　研究グループが開発した手法は、まず窒化ガリウム結晶と導線で結んだ
　白金を水に浸す。そのうえで窒化ガリウムに光を照射すると水に電流が
　流れて水が電気分解し、水素と酸素が発生する。

　光を照射するのに費やしたエネルギーに対して水から得られた水素の量を
　示す変換効率は0.5―0.7％とまだ低い。大川助教授は「理論的には
　（実用化に必要とされる）20％以上に高められる」とみており、改良を続ける。

http://www.nikkei.co.jp/news/sangyo/20051026AT1D2605P26102005.html

中村不均一結晶プロジェクト - 科学技術振興機構
http://www.jst.go.jp/erato/project/nfk_P/nfk_P-j.html
不均一結晶薄膜グループ - 科学技術振興機構
http://www.jst.go.jp/erato/project/nfk_P/nfk_G/fku-j.html
大川研究室
http://www.rs.kagu.sut.ac.jp/~okwlab/

米加大の中村教授<<日本の大学と研究したと言うのは、

やはり愛国者なのか？

>>31
中村は学振から理科大を紹介されたと思われ
明らかに二つの相乗効果でノーベル賞狙い
アンチも多いが中村は学振一押しのノーベル賞狙いの期待の星

で、理科大か。意外だな。

>>26
植物から水素を？ｗ

>>26
バカなんだから無理すんな

26じゃないが、植物からアルコール作って改質すれば、サイクルとしてのCO2の収支は
プラマイ0。

効率は知らんが。

ガリウムの埋蔵量ってどのくらいだ？豊富ならいいんだけどな。

太陽電池で電気分解したらあかんの？

重複スレがあったのでそちらも見たけど、電気分解との違いに対して答えが無いみたいですね。

光合成のような光触媒もずいぶん前に発見されていたみたいだけど、効率面で実用化されず、掃除要らずのガラスに使われているだけに落ちぶれているようです。

水素発生の光触媒も、ガラス掃除程度に落ちぶれるかもしれないですね。

自己レスばっかですみません。
前からある光触媒ってのは、CO2→C+O2なのかと勘違いしていました。
もともと光触媒って水素と酸素に分解するんですね。
じゃあ、何がいったい世界初なんだかわからなくなってきた…orz

窒化ガリウムって可視光でも活性化するんだ・・・
スゲー・・・

発光ダイオードって効率悪いけど太陽電池になるって聞いたことあるけど
それで電気分解してるのとは違うの？

教えて君ですみません
酸化マンガンの方が効率がいいのに
窒化ガリウムが注目されるのはなんで？
材料の希少性とかですか

>>43
酸化マンガンて、過酸化水素水から酸素を発生させる実験で有名なあれですか？

>>43
訂正
教えて君ですみません
光触媒で有名な酸化チタンの方が効率がいいのに
窒化ガリウムが注目されるのはなんで？
材料の希少性とかですか ？

窒化ガリウムって常温でバンドギャップ　3.4eVって酸化チタンよりバンドギャップ大きいじゃん・・・

>>45
10　読んで見たらいかがですか。
窒化ガリウムは可視光や赤外線でも触媒としての機能を発揮できるようです。
酸化チタンは紫外線だけですからね。

>>47
ありがとうございます。わかりました

こういう発見ってさ、どういう手順で実証されるんだろう？例えばこの場合、
偶然窒化ガリウムをいじってたら発見されたのか、
それとも元に何か別の実証があってそれに基づいてこうしたらもしかして
こうなるんじゃないかという予測がうかんだ後に実験で実証されるのか。
それとも計算上はそうなるという物理的な絶対法則の上で計算をして発見されるのか、
その辺が知りたい、ちなみに俺は化学はさっぱり解りません。

ありとあらゆる物質を試すんだよ
で、過去のデータの蓄積があって、新物質の窒化ガリウムを試してみたら
偶然発見しただけ
科学の進歩ってそんな物なんだよ

ある日、背広の内ポケットにメモが入っていてそれをやってみたら出来た。

>>35
ファクターを置き換えたコピペだよ。

>>49
判りやすくいうと手当り次第に試すんだよ。
インスピレーションで思いつく天才もいるけどな。

>>47
>窒化ガリウムは可視光や赤外線でも触媒としての機能を発揮できるようです。
赤外？
どこにそんなこと書いてある？

変換効率が悪いってことは、紫外と、可視光といっても紫の上のほうくらいしか利用で
きてないんじゃないのか？

太陽電池の変換効率は15%超えてるから、>>11の20%ってのはそれを意識しての目標
であって、どこまでいくかはまだ未知数ってこったろ。

酸化チタンはランタンかなんかをドープして可視光のみで、
電圧かけないでも水の完全分解に成功してるよ。2年前くらいかな？NHKでやってた。
何故、喧嘩腰なんだ。

>>36
CO2吸収工程の設備費がとっても安いので多少効率悪くてもありだと思う

>>49
分けて考えよう
１）偶然発見された
２）元に何か別の実証があってそれに基づいて
３）計算上はそうなるという物理的な絶対法則の上で

１）が本多藤島効果の発見。
２）が今回の窒化ガリウム
３）が>>１で言う将来20％という目途の根拠。

１）がノーベル賞候補、２）が大金持ちへの道、３）が天才のルーチンワーク。

>>57
>３）計算上はそうなるという物理的な絶対法則の上で
その手の計算って「そうなる」じゃなくて「絶対これ以上にはならない」というものでしかないから、あんま
りあてにならんぞ。
砒素をいれればもう少し効率あがるとかな。

>３）が>>１で言う将来20％という目途の根拠。
>>1にはないから>>30のことか？

太陽電池の効率については、こんなのあったけど？
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%99%BD%E9%9B%BB%E6%B1%A0
変換効率については、現在では37.9%の多接合型集光セルも開発されるなど、高性能化が進んでいる。
理論的には無限に接合を増やせば約86%の変換効率になると計算される

効率だけじゃなく毒性やコストも問題ではあるが、そこで>>56のような話になる。

紫外線使わないとダメなんか？？
磁力とか使えたらいいんだけど。
まあ、素人のただの願望だが。

ちんこガリう〜むorz

NHKのアナウンサーが「“ちっか”ガリウム」とか言ってたが
“ようか”じゃないのか？

膣化？
妖化？

まあっ、結局これも実用化にはならんと思うよ
100年たってもガソリンが主役であり続けるよ
というのは、今までにもメタノールとか、なたね油など色々あったけど
全部ダメだったからな

脱石油社会って試行錯誤の時代だもんな〜

つ【光合成の明反応】

34 ：名無しのひみつ ：2005/10/27(木) 01:43:32 ID:oTuRJn6p
>>26
植物から水素を？ｗ

まあ植物からアルコール作って改質したら水素できんこともないな

〉100年たってもガソリンが主役であり続けるよ
原料の原油が、そこまで持ちませんよ。もう既にいくつかの油田で枯渇が発生中

原油が化石でできていること、
原油がすぐに枯渇すること、

は、投機で儲けるために
作りだされた虚構

原油が地層深くにある化石燃料
化石燃料埋蔵量は有限

は科学的根拠と実測に基づいた事実

〉68
すぐには枯渇しないけど、中東に偏在しているのは事実で、有限であり
中東以外の油田では既に枯渇が始まっているのは事実
北海油田がその良い例、世界３位の原油輸出国だったノルウェーは今は・・・

>>68
探査技術の進化により、原油埋蔵量は年々増加している。
ただし、経済的に採算が採れる油田は、ほとんどない。

それも需給の問題で、需要が逼迫してたら値段も上がるから、採算が取れるようになるとか。
まあそうなった時の経済への打撃は知らんがね。

そんなに年月かけなくても水素に移行するだろ

窒化ガリクソンじゃだめなの？

木星からパイプライン引けば良い

無理だ
地球は自転してるから、パイプラインがぐるぐる巻きになってちまう

もっとまともなツッコミ方があるだろ76よ

酸化亜鉛でもできないかな。コアに硫化亜鉛、その外側を酸化亜鉛みたいにして。
ガリウムは高すぎっしょ。

ガリウム自体がレア金属だろ？

金属なの？

ガリウムも北海道の鉱山で生産してたけど、
今年閉山するんでしょ。

豊羽鉱山だね。

第5回東北大学多元物質科学研究所研究発表会
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/general/event/meeting/2005/
プログラム
第１部（会場：仙台国際ホテル 平成の間）
特別講演 「分子を動かす、集める、転写する」
新海　征治 先生
(九州大学大学院 工学研究院 応用化学部門　教授)
特別講演 「研究にはセンスと雰囲気、それにプラスαが重要
　？ 酸化チタン光触媒とダイヤモンド電極を例にして」
藤嶋　昭 先生
(財団法人神奈川科学技術アカデミー理事長 東京大学名誉教授)
特別講演 「ナノカーボン材料の科学と応用」
飯島　澄男 先生
(名城大学理工学部教授 産総研・新炭素系材料開発研究センター長)

この場合、ガリウムは燃料みたいに消費するものではなくて触媒だから別にこの作用を利用して水から水素と酸素を生成してもなくなるもんじゃないんじゃね？

何を当たり前のことを。

>>79 以降のｽﾚ展開は「ガリウム自体がレア金属」だということになってきるから

>>54
４７です。
「窒化物半導体による水からの水素製造 」に
「窒化物半導体は、バンドギャップは紫外領域から可視・赤外領域まで変化させるこ
とが可能である。即ち太陽光を用いた水素発生のための光触媒反応に有効な可視〜紫
外領域を網羅することができ、更なる効率の改善が期待できる。」
と書いてありますが、これは私の言っていることと違うのでしょうか？
おしえてください。宜しくお願い申し上げます。

>>84
をいをい

>>87
「発揮できる」と「期待できる」じゃ、雲泥の差があるわけだが？

ガリウムは希少元素ではないよ

>>87
「更なる改善が期待できる」＝「たぶんムリポだけどできたらいいな」

とりあえずage

>>90
はいはいわろす

>>89
でたー！！
論点そらしの揚げ足取り。
文章読解力がないだけじゃないんだこいつ・・・
ウザ・・・

>>94
投稿の５日後に煽って空しくないか？
時間が経ったRESでは、せめて追加資料を持参して、
その場で論破する気構えは欲しいぞ。

それが出来ないから愚劣な煽りをしているんだろうけど。

>>95
でたー！！
必殺他人の振り・・・
ウザッ・・・

どちらかといえば中身のない君の煽り遅レスのほうがうざいよ

でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！
でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！
でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！
でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！


でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！


でたー！！
でたー！！でたー！！でたー！！でたー！！
でたー！！でたー！！

54は俺だが、95じゃないぞ。

それよりおまえ、
>>87
>おしえてください。宜しくお願い申し上げます。
なの？

せっかくおしえてやったのに、態度豹変とはね。

ガリウムはアレ金属

age

記者発表http://www.cir.tohoku.ac.jp/j/3activity/seika/seika04/yao.html　

「ケミカル・リフト・オフによる高輝度・高出力青色〜紫外LED 用
ＧａＮテンプレート基板の開発
−メタル・バッファー層により世界で初めて実現−」

八百隆文教授
東北大学 学際科学国際高等研究センターhttp://www.cir.tohoku.ac.jp/j/
CHOMeoung Whan（チョ ミョンワン）助教授
東北大学 金属材料研究所http://www.imr.tohoku.ac.jp/

【東北大、三菱化学などとＬＥＤの基盤技術開発で共同組織】
東北大学学際科学国際高等研究センター（仙台市）はこのほど、三菱化学などと、ＬＥＤ（発光ダイオード）の基盤技術開発のための共同組織（コンソーシアム）を設立した。
東北大が開発した窒化ガリウム半導体の低コスト生産技術の量産化について研究を進める。1年後には参加企業による事業化を見込む。
日本経済新聞 2006/01/14
http://www.nikkei.co.jp/news/retto/20060113c3b1304m13.html

この板にしては長寿なスレだな

ＥＲＡＴＯかＣＲＥＳＴですれいぶﾅｶﾑﾗ先生がやってるよね

中村修二は退社後の雑誌のインタビューで、もう窒化ガリウムでやることが
なくなったと言っていたが・・・

　　　　 ｸﾞｯｼﾞｮｫｫﾌﾞ 　　　　　∩　　ｸﾞｯｼﾞｮｫｫｫﾌﾞ！
ﾟ*:｡..　　　_n　　　　　　　　( ⌒)　　　　∩__
　　　　　（　l.　 ∧＿∧　/,. /＿∧　　i　,,E）　..｡:*ﾟ
　　　　　 ＼ ＼´∀｀　） |　| ‘∀‘）／ ／∧∧
　. ..｡:*゜ 　　＼　⌒　 ）　ヽ　　　 　,／　（*'∀'）b　ｸﾞｯｼﾞｮｫｫﾌﾞｩ
　　　　　　　　/ 　 　/　　｜　　 　|　　　(|　　/´　　　ﾟ*:｡..

>>105
窒化ガリウムでフォトニック不落豚作れば良いじゃん。
変換効率はかなり向上する筈だが。

窒化ガリウムでやる事ぐらい幾らでもあるだろうに･･･

　 　∧＿∧
ﾋﾟｭ.ｰ　(　　＾＾ ） ＜これからも僕を応援して下さいね（＾＾）。
　　＝〔~∪￣￣〕
　　＝ ◎――◎ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　山崎渉

あげ

効率悪すぎて現実問題は実用になるまであと１００年ぐらいか

>>107
値段、結晶性の悪さがネックなんだよな〜。発光素子としてならペイできるが、他はどうなんだろうな。

就職試験過去問

「水素ガスの製造法を述べよ」

脱臭からガン治療まで！奇跡の光触媒
http://tenshoku.inte.co.jp/msn/news/0554.html

百聞は一見にしかず

膣香芽李卯夢

これでようやく人類も飛行船が作れるわけか。

半導体であればいずれもPN接合やショットキー接合に光子があたれば電荷を生じるので光触媒作用が
あるのではないでしょうか？窒化ガリウムはバンドギャップが大きいので波長の短い光でしか効果が無く、
効率が低くなるのではないでしょうか？また、陰極側がイオン化して溶出可能性があるのではないでしょうか？
詳しい方説明お願いします。

石油ってただの炭化水素だからなあ。

>>76
北極か南極に降ろせばいいんじゃん？

水素を発生させる微生物に劣ってない？

なんで？

酸化チタンで水素を量産するつもりが失敗に終わったんだよな。
でも、汚れが落ちるという点で拾われたんだよな。

排ガスを消す触媒・白金の方が重要だ

光触媒という分野も日本発の分野らしいね
頑張って欲しい

>>123
PtよりRhの高騰の方が深刻
1g26,000円

なんで、そんなに値上がりしてるの？

薄型テレビ用板ガラス製造機の金口と自動車触媒用で争奪戦が起きてるから。
去年は採掘量より使用量の方が多かった(備蓄を取り崩して対応)

へぇ、備蓄を切り崩しって大丈夫なん。
排気ガスの触媒って、車が増えるのに大丈夫なのかねぇ。

月曜日のクローズアップ現代はレアメタルの話だったな。
ゲルマニウムなんてブレスレットに使うだけかと思っていたら、赤の蛍光物質として重要なものだったのね。
産出国の中国では使い道が無いから、百円ショップでも売っているゲルマニウムブレスレットを作っているのか。

こうも金属が値上がりすると、レアメタルを使わないで済ます方策を考えるか別の材料を開発するかしか無いよな。

>>128
>備蓄を切り崩しって大丈夫なん。
大丈夫じゃないから自動車メーカはRh削減に必死になってる。
Rhの先物取引するほうが車作るより儲かるんじゃない、というのが冗談じゃなくなってきた。

す

「資源大国日本」
http://vision.ameba.jp/watch.do?movie=525887

日産自動車、貴金属の使用量を半減する触媒を新開発
ttp://www.nissan-global.com/JP/NEWS/2007/_STORY/070727-01-j.html