9.1 9.1 9.1
9.1 中間評価への対応中間評価への対応中間評価への対応中間評価への対応
１．実用化に向けて開発研究戦略の明確化：
中間評価 中間評価 中間評価
中間評価：実用化の見込みが例えかなり将来であるにしても、実用化への戦略を明 確にし、それに応じた目標を設定する必要がある。
対応 対応 対応 対応：
１）光触媒
中間評価時点での達成値は紫外線を利用する粉体型光触媒で太陽光エネルギー 利用効率0.1％であった。この性能は世界最高レベルであるが、実用化には１％〜 数％の効率が必要である。プロジェクト前半の光触媒作用機構の研究・調査の結果、
粉体型光触媒では実用化性能の達成は原理的に無理があると判明した（少なくとも
10〜20年程度の研究見通しでは）。故に、原理的に無理の少ない多層薄膜型光触媒
に研究方向を切り替えた。薄膜型では５年以内に効率10％程度は実現可能である。
但し、薄膜は粉体と比べて製造コストが高いため実用化目標値は太陽光エネルギー
効率10％〜１4％付近と推定する（DOE調査）。１０〜２０年の長期的研究として は多層薄膜型光触媒研究で作り上げる光触媒の最適構造を製造コストが安い粉体 に造り込む技術の開発が効果的であろう。
上記をまとめると、実用化への戦略は「プロジェクト期間中に多層薄膜型光触媒実用化への戦略は「プロジェクト期間中に多層薄膜型光触媒実用化への戦略は「プロジェクト期間中に多層薄膜型光触媒実用化への戦略は「プロジェクト期間中に多層薄膜型光触媒 で太陽光エネルギー利用効率
で太陽光エネルギー利用効率 で太陽光エネルギー利用効率
で太陽光エネルギー利用効率1111％を達成する。その後５年で実用化レベルのエネル％を達成する。その後５年で実用化レベルのエネル％を達成する。その後５年で実用化レベルのエネル％を達成する。その後５年で実用化レベルのエネル ギー効率１０％を達成する。」
ギー効率１０％を達成する。」
ギー効率１０％を達成する。」
ギー効率１０％を達成する。」
注：ここで言う実用化は太陽光発電＋水電気分解との比較であって化石燃料からの 水素生産との経済性比較は考慮していない。化石燃料からの水素生産は CO2 排出 を伴うので比較の対象としない。
２）選択酸化
メタン転化率10％のときとメタノール・ホルムアルデヒド選択率が 70〜80％で あれば実用化可能であるので（専門誌に掲載された複数の調査の結論）、その性能 の実現を目標とした。中間評価時点では転化率1％で選択率 50％以下であったが、
中間評価以後、気相触媒による選択酸化研究を開始し、メタン転化率 10％で選択 率69％まで到達した。RITEが開発した技術は常圧反応で反応速度もきわめて速い ため選択率69％でも経済競争力を有する。
２．研究開発体制の評価：
中間評価 中間評価 中間評価
中間評価：ＲＩＴＥの集中研究体制による現在の産学官連携体制を更に強固なもと するため、外部の民間企業、大学等をもっと活用する必要がある。また評価委員に 研究項目にもっと近い分野の第一線の研究者を迎える必要がある。
対応 対応 対応 対応：
１）評価委員として新たに選択酸化分野に北海道大学触媒化学研究センター長岩 本正和教授を迎えた。
２）大学等の活用について (1)光触媒
以下の研究機関に研究再委託を開始した。
① フロリダ太陽エネルギーセンター：化合物半導体型多層光触媒の共同開発。
順調に進行しバイアス電圧付加状態ではあるが可視光水分解に成功。
② 東京工業大学堂免研究室：粉体型光触媒研究。副産物としてメカノ光触媒 を発見した。
③ 大阪府立大学安保研究室：粉体型光触媒研究。
(2)選択酸化
以下の研究機関に研究再委託した。
④ ウエールズ大学Hutchings 研究室：モリブデン系固体触媒
⑤ スペイン石油化学研究所Fierro研究室：固体触媒／気相触媒共存系
⑥ 横浜国立大学辰巳研究室：メソポーラス触媒
⑦ 豊橋技術科学大学水野研究室：プラズマ／触媒共存系 (3)企業等の活用
光触媒、選択酸化触媒実用化のフィージビリテｲースタデイをエヌケーケー総合 設計株式会社、ユーテックコンサルテｲングに委託した。
３．国際的な広報活動の強化：
中間評価 中間評価 中間評価
中間評価：本プロジェクトを国際的に周知させるとともに、成果の国際的な評価を 定着させていくため、環境調和型触媒の名を冠した国際会議の開催や国際会議での 特別セッションの設定等が重要となろう。
対応：
対応：
対応：
対応：
１）光触媒
光触媒分野ではいまだ機が熟していない。
３）選択酸化触媒
２０００年１１月に国際ワークショップを開催した。
図４．１．１ 図４．１．１図４．１．１
図４．１．１ 研研研研 究究究究 開開開 開 発発発発 計計計計 画画画画
目的・意義 地球環境を再生するために、クリーンエネルギーの獲得・利用及び地球環境への負荷物質の低減を可能とする新規触媒を開発する. 研究目標 (1) 計算化学、表面科学、薄膜技術を利用した新規触媒の設計手法の獲得
(2) 太陽光エネルギー変換効率1％程度の水分解水素製造光触媒の開発
(3) メタン等低級アルカンを外部加熱を必要としない１段プロセスメタノール、ホルムアルデヒド等有用含酸化化合物へ転換するための選択酸化
年度 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 特記事項
１．新規触媒の基礎研究
２．新規触媒の研究開発
（１）光触媒
（２）選択酸化触媒
新規触媒の設定・作製のための共通基盤技術研究 中
間
水分解水素製造可視光応答性光触媒の開発
評 メタン、ホルムアルデヒド等炭化水素の選択酸化触媒の開発
価
最
終
評
価
研究予算（百万円） ３９ ２９０ ３５０ ４２０ ４２０ ４５２ ４４３ ５２５ ４５６ ４０５
研究担当者数（人） ６ ９ １２ １５ １６ １８ ２０ ２５ ３２ ２４
原著論文数 ２ １ ７ ７ ２ １１ １２ 8 ２５ ３０
その他誌上発表 １ １
口頭（招待）発表 ４ １９ ７ ２８（１） １５ １６ ３６ ３３ １９
特許出願（特許）数 ２ ２ １
新聞報道数 ２ １ ３
図４．１．２ 図４．１．２図４．１．２
図４．１．２ 研研研研 究究究 究 開開開開 発発発発 計計計計 画画画 画
目的・意義 地球環境を再生するために、クリーンエネルギーの獲得・利用及び地球環境への負荷物質の低減を可能とする新規 触媒を開発する.
研究目標 計算化学、表面科学、薄膜技術を利用した新規触媒の設計手法の獲得
年度 H4 H5 H6 H７ H8 H9 H10 H11 H12 H13 特記事項
研究 内容
１．新規触媒の基礎研究 (1)ｸﾞﾗﾌｨｯｸﾓﾃﾞﾙの作成
① ｺﾝﾋﾟｭｰﾀｰを用いたﾓﾃﾞﾙ触媒表面ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ 基礎調査
② ﾓﾃﾞﾙ触媒表面での反応ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ
③ 選択酸化触媒の探索・機構解明
④ 光触媒反応機構解
(2) 素過程解析用触媒ｻﾝﾌﾟﾙの作成及び特性評価
① 原子ｵｰﾀﾞｰ制御薄膜合成法の調査
② 薄膜触媒の原子ｵｰﾀﾞｰ表面制御
③ 単結晶ﾓﾃﾞﾙ触媒上の吸着酸素種の評価
④ 単結晶ﾓﾃﾞﾙ触媒上の酸素種とNOの反応
⑤ 表面改質単結晶ﾓﾃﾞﾙ触媒上の酸素種と ﾒﾀﾝ等の反応
(3) 固体表面特性の総合的解析評価
① 結晶ﾓﾃﾞﾙ触媒表面の電子状態
② 結晶ﾓﾃﾞﾙ触媒の最表面構造
③ 面改質単結晶ﾓﾃﾞﾙ触媒の構造
(4) ﾓﾃﾞﾙ触媒の設計・作製
① 他素系薄膜触媒の合成と評価
② ﾓﾃﾞﾙ触媒と粉末触媒との触媒活性比較
中
間
評
価
最
終
評
価
図４．１．
図４．１．図４．１．
図４．１．4444 研研研 研 究究究 究 開開開開 発発発発 計計計計 画画画 画
目的・意義 地球環境を再生するために、クリーンエネルギーの獲得・利用及び地球環境への負荷物質の低減を可能とする新規 触媒を開発する.
研究目標 太陽光エネルギー変換効率１％程度の水分解水素製造光触媒の開発
年度 H4 H5 H6 H７ H8 H9 H10 H11 H12 H13 特記事項
研究 内容
２．新規触媒の基礎研究
(1)光触媒
(a) 光応答性物質の開発
① 光触媒技術動向調査
② 物質探索・調製・ｷｬﾗｸﾀﾘｾﾞｰｼｮﾝ
③ 光触媒評価法の研究
④ 光触媒反応機構の研究
⑤ 量子収率向上の研究 (b) 新規光触媒の開発
① 可視光応答性光触媒の開発
（C）光触媒反応システムの設計
①高効率水素発生システムの検討
中
間
評
価
最
終
評
価