本研究では、光エネルギーを駆動力として、農業残渣や木質バイオマス等のリグノセルロース系バイオマスを、温和な条件下で効率よく有価物質へ転換する固体触媒材料の創製を目指す。
　セルロース（リグノセルロース系バイオマスの主成分）と半導体粒子を含む水系に光を照射すると、半導体で光励起された電子が水を還元して水素を生成すると同時に、生成した正孔がセルロースを酸化し、グルコース等の糖類や有機酸を生成する。この光触媒反応は、太陽光を利用した資源循環技術として注目されているものの、水に不溶なセルロースを固−固界面を介した電子移動によって分解するため、高効率化が課題となっている。そのため、セルロースの膨潤や溶解を促進する強塩基または強酸性条件下で反応が行われることが多く、高温条件を必要とする場合もある。しかし、環境負荷やコストの低減の観点からは、常温常圧・水系で反応を実現することが望ましい。
　申請者はこれまで、層状化合物と金属酸化物ナノ粒子のヘテロ集積による複合触媒の合成に成功し、設計した界面構造に基づく材料性能の向上を提案してきた。本研究では、申請者がこれまでに開発してきたナノ粒子固定化層状化合物合成技術を応用し、温和な条件下でセルロースを効率的に光分解するための材料設計指針を確立する。さらに、開発した複合材料を稲藁、籾殻および未利用木質バイオマスの光改質へ適用し、リグノセルロース系バイオマスの有効利用へ展開する。