2025/07/18 更新

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ヤマカタ アキラ
山方 啓
Yamakata Akira
所属
学術研究院先鋭研究領域(異分野基礎) 教授
職名
教授

学位

  • 博士 ( 理学 )

研究キーワード

  • 化学反応ダイナミクス

  • 触媒化学

  • 光触媒

  • 表面化学

  • 超高速赤外分光

  • Photocatalyst

  • surface dynamics

  • surface spectroscopy

研究分野

  • ナノテク・材料 / 機能物性化学

  • ナノテク・材料 / 分析化学

  • ナノテク・材料 / 基礎物理化学

学歴

  • 東京工業大学   Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering  

    1996年4月 - 1999年3月

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  • 東京工業大学   Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering  

    1994年4月 - 1996年3月

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    国名: 日本国

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  • 東京理科大学   Faculty of Science, Division 1  

    1990年4月 - 1994年3月

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    国名: 日本国

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経歴

  • 岡山大学   学術研究院自然科学学域(理)   教授

    2022年4月 - 現在

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  • (独)科学技術振興機構・光エネルギーと物質変換・さきがけ研究員(兼任)

    2011年10月 - 2017年3月

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  • 豊田工業大学   大学院工学研究科   准教授

    2010年8月 - 2022年3月

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  • Department of Chemical Physics of Fritz-Haber-Institut der・派遣研究員(兼任)

    2006年6月 - 2006年8月

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  • 北海道大学   触媒化学研究センター   助教

    2003年10月 - 2010年8月

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所属学協会

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委員歴

  • J. Photochemistry and Photobiolgy C   Dupty Editor  

    2024年4月 - 現在   

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    団体区分:学協会

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  • 触媒学会・西日本支部   代議員  

    2023年3月 - 現在   

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  • 触媒学会「光触媒研究会」   世話人代表  

    2023年3月 - 現在   

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    団体区分:学協会

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  • 日本化学会:資源・エネルギー・地球化学・核化学・放射化学 ディビジョン   主査  

    2022年3月 - 現在   

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  • J. Photochemistry and Photobiolgy C   Associate Editor  

    2021年1月 - 2024年3月   

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    団体区分:学協会

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論文

  • Interface Engineering between Photocatalyst and Cocatalyst: A Strategy for Enhancing Interfacial Charge Transfer and Water Oxidation of Layered Oxyhalides 査読

    Hajime Suzuki, Kengo Minamimoto, Yusuke Ishii, Osamu Tomita, Akinobu Nakada, Shunsuke Nozawa, Akira Yamakata, Ryu Abe

    Journal of the American Chemical Society   2025年7月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/jacs.5c05452

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  • Molecular-Level Tailoring of Energy Structure in Ternary Conjugated Polymers with a Built-in Ru-Complex Catalyst for Efficient CO2 Reduction Photocatalysis 査読

    Kotaro Ishihara, Akinobu Nakada, Hajime Suzuki, Akira Yamakata, Osamu Tomita, Akinori Saeki, Ryu Abe

    Journal of the American Chemical Society   2025年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/jacs.5c04222

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  • Designing and Understanding Biphasic TiO2 Composites for a Long-Lasting Photocatalytic Air Purification 査読

    Ulfi Muliane, Shi Nee Lou, Shinbi Lee, Fei He, Shen Zhao, Kosaku Kato, Akira Yamakata, Wonyong Choi

    ACS ES&T Engineering   2025年4月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acsestengg.4c00738

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  • Boosted Photocatalytic Water Oxidation over BaTaO2N Produced from Perovskite Oxides Based on Photoinduced Charge Carriers 査読

    Junie Jhon M. Vequizo, Kosaku Kato, Shanshan Chen, Takashi Hisatomi, Zheng Wang, Tsuyoshi Takata, Akira Yamakata, Kazunari Domen

    Energy & Fuels   2025年4月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acs.energyfuels.4c06364

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  • A meta-linked isomer of ITIC: influence of aggregation patterns on open-circuit voltage in organic solar cells 査読

    Kai Wang, Seihou Jinnai, Kaito Uesaka, Akira Yamakata, Yutaka Ie

    Journal of Materials Chemistry A   2025年

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    担当区分:責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/D5TA00178A

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書籍等出版物

  • 固体表面キャラクタリゼーション 機能性材料・ナノマテリアルのためのスペクトロスコピー (KS化学専門書)

    山下 弘巳, 吉田 寿雄, 田中 庸裕( 担当: 分担執筆)

    講談社  2022年3月  ( ISBN:4065261260

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    総ページ数:304   記述言語:日本語

    CiNii Books

    ASIN

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  • エネルギー変換型光触媒

    久富隆史, 久保田純, 堂免一成, 山方 啓( 担当: 分担執筆 ,  範囲: コラム9 「時間分解過渡吸収分光法によるキャリアダイナミクスの解明」)

    共立出版㈱  2017年6月 

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    担当ページ:P106-107  

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  • 光触媒/光半導体を利用した人工光合成-最先端科学から実装技術への発展を目指して-

    山方 啓( 担当: 共著 ,  範囲: 第3編第5章 光半導体による水分解の反応機構 時間分解分光測定を用いた光触媒のキャリアーダイナミクス)

    ㈱NTS  2017年1月 

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    担当ページ:p158-167  

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  • 触媒の設計・反応制御 事例集-高活性、長寿命、低コスト化の実現-

    山方 啓( 担当: 共著 ,  範囲: 第8節 赤外分光法を用いた光触媒・光電極反応の解析)

    ㈱技術情報協会  2013年4月 

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    担当ページ:P761-769  

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  • 人工光合成 実用化に向けた最新技術~水素利用・有機物合成・エネルギー・CO2還元~

    山方 啓( 担当: 共著 ,  範囲: 第6章第3節 光励起キャリアーの動きから見る水分解光触媒と水素貯蔵)

    ㈱情報機構  2013年3月 

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    担当ページ:p235-247  

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MISC

  • Inorganic assembly catalysts for artificial photosynthesis: general discussion 査読

    Hiromu Kumagai, Leif Hammarstrom, Dong Ryeol Whang, Yuki Shinohara, Jose Martinez, Joshua Karlsson, Peter Summers, Christopher D. Windle, Masanori Kodera, Richard Cogdell, Kristine Rodulfo Tolod, Dogukan Hazar Apaydin, Etsuko Fujita, Alexander Kibler, Fengtao Fan, Elizabeth A. Gibson, Hisanao Usami, Akihide Iwase, Haruo Inoue, Akihiko Kudo, Devens Gust, Kazunari Domen, Flavia Cassiola, Katsuhiko Takagi, Sang Ook Kang, Akira Yamakata, Can Li, Licheng Sun, Hyunwoong Park, Young Soo Kang, Rengui Li, Fabio Di Fonzo, Tohru Setoyama, Osamu Ishitani

    FARADAY DISCUSSIONS   198   481 - 507   2017年6月

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  • 「研究現場発」【光触媒を使って水素を製造する】山方 啓

    中部経済新聞   2014年9月

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    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア)  

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  • 「拓く研究人」【光触媒で水素安く合成】 山方 啓

    日刊工業新聞   2014年5月

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    掲載種別:記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア)  

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  • 可視光で励起したAu/TiO2光触媒のキャリアーダイナミクス

    山方啓, VEQUIZO Junie Jhon M., 松永大典, 田中淳皓, 古南博

    触媒討論会討論会A予稿集   114th   2014年

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  • Research Highlights 国際誌

    Nature Chemistry   13 ( 8 )   1453 - 1456   2013年

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.1039/c3lc90018e

    Scopus

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講演・口頭発表等

  • 高速赤外分光を用いる光励起キャリアの挙動および光触媒反応機構の解明 招待

    山方 啓

    日本化学会第103春季年会  2023年3月22日 

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    開催年月日: 2023年3月25日

    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • The role of oxygen vacancies for the enhancement of photocatalytic activity 招待

    Akira Yamakata, Kosaku Kato

    International Congress on Pure & Applied Chemistry Kota Kinabalu (ICPAC Kota Kinabalu 2022) 

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    開催年月日: 2022年11月22日 - 2022年11月27日

    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 時間分解分光計測による光触媒の高活性化因子の解明 招待

    山方 啓

    2022年電気化学秋季大会 

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    開催年月日: 2022年9月8日 - 2022年9月9日

    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • The role of vacancies for the enhancement of photocatalytic activity 招待

    2024年11月8日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Behaviors of Photogenerated Charge Carriers at the Defects on Photocatalysts 招待

    2024年10月8日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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産業財産権

  • 構造物及びその製造方法

    山方啓, Junie Jhon, M. Vequizo, Chandana Sampath, Kumara Ranasinghe

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    出願番号:PCT国際特許 K04002US  出願日:2018年1月26日

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  • 構造物及びその製造方法

    山方啓, Junie Jhon, M. Vequizo, Chandana Sampath, Kumara Ranasinghe

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    出願番号:特願2017-013478  出願日:2017年1月27日

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  • 拡散反射配置による時間分解分光装置

    大西 洋, 山方 啓, 石橋 孝章

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    出願人:財団法人神奈川科学技術アカデミー, 独立行政法人科学技術振興機構

    出願番号:特願2003-392026  出願日:2003年11月21日

    公開番号:特開2005-156229  公開日:2005年6月16日

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  • 時間分解赤外分光法による光触媒の迅速評価法

    大西 洋, 山方 啓, 石橋 孝章

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    出願人:財団法人神奈川科学技術アカデミー

    出願番号:特願2002-371956  出願日:2002年12月24日

    公開番号:特開2004-205256  公開日:2004年7月22日

    J-GLOBAL

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受賞

  • 光化学協会賞

    2020年9月   光化学協会   新しい時間分解分光分析技術の開発と光触媒反応ダイナミクスの新展開

    山方 啓

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  • 豊田奨学基金研究進歩賞

    2020年3月   豊田工業大学   時間分解分光測定を利用した光触媒反応機構の解明

    山方 啓

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  • 2018年度前期教育優秀賞 (受講者30人以上の部)

    2018年11月   豊田工業大学  

    山方 啓

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  • Symposium Award

    2018年3月   International Congress on Pure & Applied Chemistry (ICPAC) 2018   "Trapping-Induced Enhancement of Photocatalytic Activity on TiO2 Powders"

    山方 啓

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  • 2017年度前期教育優秀賞 (受講者30人以上の部)

    2017年10月   豊田工業大学  

    山方 啓

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共同研究・競争的資金等の研究

  • 粉末系光触媒材料における欠陥の理解と制御

    2022年10月 - 2024年09月

    泉科学技術振興財団  研究助成 

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    担当区分:研究代表者 

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  • 反応機構に立脚した高活性可視光応答型光触媒の開発

    2022年06月 - 2023年03月

    八雲環境科学振興財団  環境研究助成 

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    担当区分:研究代表者 

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  • 励起キャリア移動の指向性制御による高効率光触媒表面の構築

    研究課題/領域番号:21H02050  2021年04月 - 2024年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    吉田 真明, 酒多 喜久, 山方 啓, 長坂 将成

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    配分額:17550000円 ( 直接経費:13500000円 、 間接経費:4050000円 )

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  • 動的エキシトンの学理構築と機能開拓

    研究課題/領域番号:20H05831  2020年11月 - 2025年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    今堀 博, 小堀 康博, 佐伯 昭紀, 山田 容子, 東 雅大, 三ツ沼 治信, 梶 弘典, 山方 啓, 家 裕隆, 作田 絵里, 村上 達也, 鈴木 克明

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    配分額:66170000円 ( 直接経費:50900000円 、 間接経費:15270000円 )

    本学術変革領域では、従来の光化学における「静的エキシトン」の概念を打ち破る学術領域「動的エキシトン学」の構築にむけ、分野融合・統合的研究を推進する。そのために総括班では、本領域全体での「学問分野の枠を超えた有機的連携の堅持」を最重要課題と位置づけ、期間内に全ての計画班員12名が役割分担して領域の推進に貢献する。特に、班長及び研究課題代表者による共同研究支援に加えて、若手研究者育成支援、女性研究者育成支援、国際活動支援、産学連携支援の五つの支援を柱に、様々な具体的施策により、領域の目標と方針を計画班員に周知徹底し、目標の達成に向け先導的な役割を達成を目指す。
    研究領域全体の研究方針の作成は領域代表者の今堀と各班長、研究課題代表1-4を中心に行った。拡大運営委員会、領域会議等で計画班、公募班員全員が集まる機会を複数回設け、領域目標の周知・確認を繰り返し行った。また、広報活動の一環として、また領域目標の共有に向けて、領域ホームページ、プレスリリース、学会発表、アウトリーチ等も積極的に活用した。これらの機会を利用して、計画班員全員が互いの動的エキシトン研究の進捗を密に共有した。計画、公募班員は二ヶ月に一回程度、メールやZoomなどのインターネット会議で研究の進捗を各班長、研究課題代表に報告し 、各班長、研究課題代表は班長会議、研究課題会議、サイトビジットにより、計画、公募班全体の研究の進捗を把握した。これにより、必要に応じて適切なタイミングで、機動的な共同研究の提案、開始、とりまとめを行えた。

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  • 広帯域時間分解分光による動的エキシトン時間発展の追跡

    研究課題/領域番号:20H05838  2020年11月 - 2025年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A)  学術変革領域研究(A)

    山方 啓

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    配分額:72930000円 ( 直接経費:56100000円 、 間接経費:16830000円 )

    近年、新しい非フラーレン型アクセプター(NFA)の開発に伴い、有機太陽電池の発電効率が飛躍的に向上している。したがって、さらなる発電効率の向上には、これらのNFAにおける光励起電子と正孔の動きを詳しく理解することが重要である。そこで、本研究では、分子振動数が局所的な電荷密度変化に敏感に応答することを利用して振動数変化からNFAの分子内における電子と正孔の分布を解析することを目的とした。
    まず、NFAとして最も良く用いられるITIC薄膜にポンプパルスを照射してC≡N基の振動数変化を時間分解赤外分光計測を用いて調べた。その結果、暗状態で観察された2220 cm-1のピークは、光照射によって強度が減少し、2205 cm-1と2175 cm-1に新しいピークが出現した。これらのピーク強度はいずれも同じ速度で変化し、1000 ps以内に始状態に回復した。
    次に電子ドナーであるPBDB-T分子とバルクヘテロ接合薄膜を調製し、ITICを光励起すると、ITIC単膜と同様に2220 cm-1の強度が減少し、2205 cm-1と2175 cm-1に新しいピークが出現した。しかし、2205 cm-1のピーク強度は光照射10 ps以内に減少し、2175 cm-1は1000 ps経っても減衰しなくなった。C≡Nの振動数は電子密度の増加と減少に対し、いずれも結合が弱くなり、振動数低下をもたらす。したがって、これらの新しいピークはそれぞれC≡N近傍に正孔と電子が局在化した状態に帰属される。そして、これらのピーク強度の時間変化から、ITIC単膜の場合には分子内あるいは分子間で電子と正孔が分離した状態が出現し、複合膜の場合にはITICからPBDB-Tへの正孔移動は10 ps以内に進行することが分かった。すなわち、時間分解赤外分光測定により、NFA分子内における電子と正孔の分布の変化を追跡できることを示した。

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担当授業科目

  • 分子科学演習(表面物理化学) (2024年度) その他  - その他

  • 分子科学演習(表面物理化学) (2024年度) 通年  - その他

  • 教養現代化学A1 (2024年度) 第1学期  - 火1~2

  • 物理化学3 (2024年度) 第3学期  - 月3~4

  • 物理化学4 (2024年度) 第4学期  - 月3~4

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メディア報道

  • プラズモンを用いたエネルギーアップコンバージョン -未使用エネルギー赤外光の活用方法に道- インターネットメディア

    京都大学化学研究所広報  2022年10月18日

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    執筆者:本人 

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  • 再生可能エネルギー実現の社会に向けて研究 新聞・雑誌

    タウンニュースてんぱくNo.823  2021年7月29日

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    執筆者:本人以外 

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  • 水・酸素から過酸化水素生成 九州工大と豊田工大、光触媒を開発 新聞・雑誌

    日刊工業新聞  日刊工業新聞  ニュースリリース  2021年6月11日

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    執筆者:本人以外 

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  • 水と酸素から過酸化水素を生成する高性能光触媒の開発に成功 ― 次世代燃料の製造プロセス開発に向けて ― インターネットメディア

    九州工業大学・豊田工業大学  2021年5月25日

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    執筆者:本人 

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  • 赤外光を電気エネルギーや信号に変換する無色透明な材料の開発 ―見えない電子デバイスの開発へ道― インターネットメディア

    京都大学化学研究所広報  2019年1月24日

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    執筆者:本人 

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