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現在はまだ実現していないが、光触媒と太陽光によって水を光分解し、クリーンなエネルギー資源である水素を得ることが可能になるかもしれない。筆者は光触媒(Pt/TiO2)による水の光分解の発見以来、太陽光エネルギーの利用に関心を持ち、文献をいろいろ調べてきた。 そこでわかったことは、われわれが利用できる太陽光エネルギーの量は、一般に考えられているほど多くないということだった。最近、調べた結果をまとめて、ある文集に標題の文を寄稿した。以下はそれに若干、手を加えたものである。 §1 なぜ太陽光エネルギーか 現在、われわれが主に使っているエネルギー資源は石油(原油)、石炭、天然ガス、ウランなどの地下資源エネルギーである。これらは使えばやがて枯渇する運命にあり、埋蔵量は年々減少している。現在のペースで採掘を続けたとき、今後採掘できる年数を示す可採年数は、原油 約41年、石炭 約155年、天然ガス 約
現在、どのような用途に光触媒が使われているかを表1にまとめました。これは1995年から6年間に新聞に発表された光触媒関連記事の件数を調べたものです。分類と振り分けは必ずしも適切ではないかもしれませんが傾向は読みとれると思います。 まず第一に多いのは空気清浄器関連であり、脱臭と有害物質の除去を目的としています。次に多いのは主に防汚を目的とした建物の外壁、建材(金属も含む)などです。意外に多いのは、脱臭・抗菌を目的とした衣類やティッシュなどで、近年の清潔志向を反映しているようです。 自動車関連では、サイドミラーの曇り止めフィルムが早くから市販されており、使った方もおられるでしょう。その他、自動車ボディーの防汚コーティングも期待されています。 図2に、現在、市販されている光触媒を応用した商品の例をのせました。 図2 光触媒を応用した商品の例 (a)空気浄化用疑似観葉植物、(b)蛍光灯、(
触媒入門 −光触媒をわかるための触媒化学の基礎知識− 1.化学反応の方向と速度 2.触媒と触媒反応の種類 3.化学反応の速度 4.触媒と吸着 5.触媒作用 6.吸着の「圧縮効果」 7.反応物の吸着率と反応速度 8.酸化反応と活性酸素 9.電気化学反応と電極触媒 10.分子触媒 11.触媒と光触媒の違い 通常の触媒反応と光触媒反応は、どちらも固体の表面で起こる反応であり、共通する部分が多い。両者の違いは、反応物を活性化するしくみが異なる。これについては後に詳しく書く。 ここでは光触媒に関連する、触媒の初歩的な知識を講義する。 1.化学反応の方向と速度 図1化学反応は正方向だけではなく逆方向にも進む 水素と酸素をフラスコの中に入れておいても反応することはないが、触媒を微量、入れると反応が始まるのはなぜだろう。水素と酸素のように非常に反応しやすい分子でも触媒がないと反応し
”光触媒”という言葉を聞いたことがありますか。光触媒は光のエネルギーを使って働く触媒です。光エネルギーを化学エネルギーに変換したり、環境を汚染する物質や悪臭の除去、汚れの防止、などに使われています。
この講義ノートは、北海道大学大学院地球環境科学研究科物質環境科学専攻で行っていた講義「表面分子動態特論�U」の講義ノートに加筆したものです。 (注:このページはInternet Explorerで見てください。Netscape Navigatorではギリシャ文字と記号が正しく表示されません。) 1.光触媒序論 1.1.光触媒とはなにか もっとも単純な光化学反応を化学式で表すと A + hn ® A* (1) A*® P (2) となる。ここでAは光を吸収する物質、hnは光(のエネルギー)、A*はAの光励起状態、Pは反応生成物である。Aが光によって変化し、Pになる反応である。ここでAが光吸収せずに他の物質Cが光励起して起こる反応、 C + hn ® C* (3) A + C*® P + C (4) があった
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