リケンテクノスは７月28日、新居浜工業高等専門学校との共同研究により、高い酸化力・還元力を両立する光触媒設計を確立したことを発表した。
本技術は、光触媒の反応性を大幅に高めることで、従来は分解が難しかった難分解性有機物への対応を可能にする基盤技術である。
今後は、ＰＦＡＳをはじめとする環境汚染物質対策や水処理分野への応用を通じて、国内外で規制や監視が強化されている環境課題への貢献が期待される。
本研究では、新居浜高専が検討してきた光触媒を基盤に、同社の界面設計・複合化技術を融合し、異種元素の導入や界面制御により、キャリア（光を受けて生じる電子と正孔）の挙動を制御・最適化することで、光触媒の性能を飛躍的に高める構造設計を構築した。
具体的には、次の３段階の設計を通じて、光触媒の性能を左右する電荷移動の仕組みと、その制御方法を明らかにした。
①ヘテロ接合（ＴｙｐｅーＩＩ）（異なる材料を組み合わせて電子と正孔（電子が抜けた状態）を分離する技術）
②Ｚーｓｃｈｅｍｅ（反応に不要な電荷を除き、強い電荷のみを残す構造）
③Ｓーｓｃｈｅｍｅ（内部の電場により電荷を自動的に選別する最新構造）
従来のヘテロ接合型光触媒では、電子と正孔が分離しやすくなる一方で、両者が低いエネルギー準位へ移動することで酸化力・還元力が低下し、強固な有機結合を分解するために必要な高い反応性を十分に発現しにくいという課題があった。本研究では、この課題に対し、電荷を単に分離するだけでなく、反応に有効な高エネルギー電荷を活かす設計へと発展させた。こうした性能向上の背景には、材料の電子状態と界面特性の精密制御がある。
