JPH0745718B2 - 液接合型半導体電極及びその使用法 - Google Patents
液接合型半導体電極及びその使用法Info
- Publication number
- JPH0745718B2 JPH0745718B2 JP63065040A JP6504088A JPH0745718B2 JP H0745718 B2 JPH0745718 B2 JP H0745718B2 JP 63065040 A JP63065040 A JP 63065040A JP 6504088 A JP6504088 A JP 6504088A JP H0745718 B2 JPH0745718 B2 JP H0745718B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type semiconductor
- junction type
- semiconductor electrode
- liquid
- liquid junction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M14/00—Electrochemical current or voltage generators not provided for in groups H01M6/00 - H01M12/00; Manufacture thereof
- H01M14/005—Photoelectrochemical storage cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、安定な液接合型半導体電極並びに該液接合型
半導体電極を用いた電解方法、光電池及びエネルギー蓄
積装置に関する。
半導体電極を用いた電解方法、光電池及びエネルギー蓄
積装置に関する。
半導体を電解質溶液に浸漬して界面近くにショットキー
型接合を生ぜしめたものはいわゆる液接合型半導体と呼
ばれるが、この半導体表面に光照射することにより色々
な化学反応を起させることができることが知られてい
る。
型接合を生ぜしめたものはいわゆる液接合型半導体と呼
ばれるが、この半導体表面に光照射することにより色々
な化学反応を起させることができることが知られてい
る。
たとえば液接合型のn型半導体では、価電子帯と伝導体
の電子準位が、表面から内部に向って正の方向に曲る。
この表面にバンド巾以上のエネルギーの光を照射する
と、価電子帯の電子が励起されて伝導体に上り、一方価
電子帯には正孔が残るが、上記の液接合のために、伝導
体の電子は内部に向って移動し、価電子帯の正孔は表面
に向って移動するので、いわゆる光電荷分離が生ずるこ
とになる。このようにして分離した電子と正孔を適当な
化合物にわたしてやり、還元と酸化反応を起させてやれ
ば、光で化学反応を誘起できたことになる。この典型的
な例として、光で水を還元及び酸化して水素と酸素を得
るいわゆる水の光分解が挙げられる。たとえば、n型酸
化チタン(TiO2)半導体電極を電解質水溶液に浸漬し、
対極として白金を用い、半導体表面に紫外光照射する
と、伝導帯に上った電子は半導体内部を経て対極に移動
して、そこでプロトンを還元して水素を発生し(式
1)、一方価電子帯に残った正孔はTiO2表面に移動して
そこで水を酸化して酸素を発生する(式2)ので、結果
的に水を分解したことになる(式3)。
の電子準位が、表面から内部に向って正の方向に曲る。
この表面にバンド巾以上のエネルギーの光を照射する
と、価電子帯の電子が励起されて伝導体に上り、一方価
電子帯には正孔が残るが、上記の液接合のために、伝導
体の電子は内部に向って移動し、価電子帯の正孔は表面
に向って移動するので、いわゆる光電荷分離が生ずるこ
とになる。このようにして分離した電子と正孔を適当な
化合物にわたしてやり、還元と酸化反応を起させてやれ
ば、光で化学反応を誘起できたことになる。この典型的
な例として、光で水を還元及び酸化して水素と酸素を得
るいわゆる水の光分解が挙げられる。たとえば、n型酸
化チタン(TiO2)半導体電極を電解質水溶液に浸漬し、
対極として白金を用い、半導体表面に紫外光照射する
と、伝導帯に上った電子は半導体内部を経て対極に移動
して、そこでプロトンを還元して水素を発生し(式
1)、一方価電子帯に残った正孔はTiO2表面に移動して
そこで水を酸化して酸素を発生する(式2)ので、結果
的に水を分解したことになる(式3)。
4H+ +4e- → 2H2 (1)2H2O+4h+ → O2+4H+ (2) 2H2O → 2H2+O2 (3) このとき同時に外部導線に光電流が発生する。
p型半導体を電解質溶液に浸漬したときには、表面近く
にできるバンドの曲がりはn型と逆になるので、光照射
で半導体中に生じた電子は半導体表面に向って移動し、
正孔は内部に向って移動する。
にできるバンドの曲がりはn型と逆になるので、光照射
で半導体中に生じた電子は半導体表面に向って移動し、
正孔は内部に向って移動する。
このような液接合型半導体を用いて、光による酸化、還
元反応を利用して、光分解のみならず、光による有機合
成反応など色々な光化学反応を行なうことができる。
元反応を利用して、光分解のみならず、光による有機合
成反応など色々な光化学反応を行なうことができる。
しかしながら、従来安定に使える半導体は、バンド巾が
3eV以上の、紫外光しか利用できない材料に限られてお
り、可視光を吸収できる半導体は光照射下で不活性化し
てしまい使えないことが大きな問題として残されてい
た。
3eV以上の、紫外光しか利用できない材料に限られてお
り、可視光を吸収できる半導体は光照射下で不活性化し
てしまい使えないことが大きな問題として残されてい
た。
〔課題を解決するための手段〕 そこで本発明者は、このような不安定な可視領域の半導
体を安定化して用いるために、被覆高分子膜中に分散し
た金属の化合物または錯体を利用することを考え、本発
明の完成に到ったものである。
体を安定化して用いるために、被覆高分子膜中に分散し
た金属の化合物または錯体を利用することを考え、本発
明の完成に到ったものである。
すなわち本発明は、水の酸化触媒となりうる少なくとも
1種のレドックス剤が分散せしめられた高分子又は粘土
の膜で被覆されていることを特徴とする液接合型半導体
電極に関する。
1種のレドックス剤が分散せしめられた高分子又は粘土
の膜で被覆されていることを特徴とする液接合型半導体
電極に関する。
また本発明は、水の酸化触媒となりうるマンガンの錯体
が分散せしめられた高分子又は粘土の膜で被覆されてい
ることを特徴とする上記の液接合型半導体電極に関す
る。
が分散せしめられた高分子又は粘土の膜で被覆されてい
ることを特徴とする上記の液接合型半導体電極に関す
る。
また本発明は、水の酸化触媒となりうるルテニウムの錯
体が分散せしめられたポリアニオン高分子膜又は粘土の
膜で被覆されていることを特徴とする上記の液接合型半
導体電極に関する。
体が分散せしめられたポリアニオン高分子膜又は粘土の
膜で被覆されていることを特徴とする上記の液接合型半
導体電極に関する。
また本発明は、上記の何れかの液接合型半導体電極を対
極とともに電解質溶液に浸漬し、該液接合型半導体電極
に−0.7〜+1.0V(vs.NHE)の範囲の電圧を印加しなが
ら可視光を照射することを特徴とする電解質溶液の電気
分解法に関する。
極とともに電解質溶液に浸漬し、該液接合型半導体電極
に−0.7〜+1.0V(vs.NHE)の範囲の電圧を印加しなが
ら可視光を照射することを特徴とする電解質溶液の電気
分解法に関する。
また本発明は、上記の何れかの液接合型半導体電極を対
極とともに電解質溶液に浸漬してなる複数の電解槽を直
列につなぎ、各電解槽の該液接合型半導体電極に可視光
を照射することを特徴とする電解質溶液の電気分解法に
関する。
極とともに電解質溶液に浸漬してなる複数の電解槽を直
列につなぎ、各電解槽の該液接合型半導体電極に可視光
を照射することを特徴とする電解質溶液の電気分解法に
関する。
また本発明は、上記の何れかの液接合型半導体電極を対
極とともに電解質溶液に浸漬してなる複数の電解槽が直
列につながれており、該液接合型半導体電極が光照射可
能なよう露出されていることを特徴とする光電池に関す
る。
極とともに電解質溶液に浸漬してなる複数の電解槽が直
列につながれており、該液接合型半導体電極が光照射可
能なよう露出されていることを特徴とする光電池に関す
る。
また本発明は、上記の何れかの液接合型半導体電極を対
極とともに電解質溶液に浸漬してなる電解槽及び電気分
解によって発生したガスを貯蔵するタンクを含むことを
特徴とするエネルギー蓄積装置に関する。
極とともに電解質溶液に浸漬してなる電解槽及び電気分
解によって発生したガスを貯蔵するタンクを含むことを
特徴とするエネルギー蓄積装置に関する。
以下、本発明について更に詳細に説明する。
i)本発明の原理 バンドギャップの小さい半導体を用いた液接合型光素子
が不活性化してしまうことは、特にn−型半導体を用い
た場合に問題となる。この不活性化は、光照射によって
生じた正孔が半導体表面に到達し、そこで半導体自身を
酸化的に溶解してしまったり、不活性な酸化被膜を作っ
たりすることによって生じるものである。
が不活性化してしまうことは、特にn−型半導体を用い
た場合に問題となる。この不活性化は、光照射によって
生じた正孔が半導体表面に到達し、そこで半導体自身を
酸化的に溶解してしまったり、不活性な酸化被膜を作っ
たりすることによって生じるものである。
この不活性化を防止するためには、正孔を速やかに半導
体表面から移動させて、必要な酸化反応を起こさせてや
ればよい。本発明においては、このためにルテニウムの
錯体やマンガンの錯体等のレドックス剤を分散させた高
分子又は粘土の膜で半導体を被覆して安定化させるので
ある。
体表面から移動させて、必要な酸化反応を起こさせてや
ればよい。本発明においては、このためにルテニウムの
錯体やマンガンの錯体等のレドックス剤を分散させた高
分子又は粘土の膜で半導体を被覆して安定化させるので
ある。
ii)液接合型半導体電極の材料及び製造法 次に本発明の液接合型光素子を製造するために用いる材
料及び製造法について説明する。
料及び製造法について説明する。
イ)半導体 本発明の目的は、特にn型半導体の場合に問題となる不
活性化を防止することにあるが、p型半導体を用いても
よい。
活性化を防止することにあるが、p型半導体を用いても
よい。
また本発明に用いられる半導体は、可視光を吸収できる
ものでなければならず、従ってバンド幅が3eV以下の半
導体が用いられる。例えば、硫化カドミウム、リン化イ
ンジウム、セレン化カドミウム、ヒ化ガリウム、シリコ
ン、リン化ガリウム等を挙げることができる。
ものでなければならず、従ってバンド幅が3eV以下の半
導体が用いられる。例えば、硫化カドミウム、リン化イ
ンジウム、セレン化カドミウム、ヒ化ガリウム、シリコ
ン、リン化ガリウム等を挙げることができる。
ロ)レドックス剤 膜中に分散させるレドックス剤は反応の目的に沿って選
ばれる。一例として水を可視光分解するためには、Ru
O2、MnO2などの金属酸化物、ルテニウムレッド(〔(NH
3)4Ru・O−Ru(NH3)4−O−Ru(NH3)5〕6+)、ペ
ンタアンミンルテニウム錯体(〔Ru(NH3)5〕3+)、
テトラキス(ビピリジン)−μ−オキソ・ジルテニウム
錯体 テトラキス(ビピリジン)ジ−μ−オキソ−ジマンガン
錯体 などを水を酸化する触媒として皮膜中に分散させ、半導
体を被覆する。
ばれる。一例として水を可視光分解するためには、Ru
O2、MnO2などの金属酸化物、ルテニウムレッド(〔(NH
3)4Ru・O−Ru(NH3)4−O−Ru(NH3)5〕6+)、ペ
ンタアンミンルテニウム錯体(〔Ru(NH3)5〕3+)、
テトラキス(ビピリジン)−μ−オキソ・ジルテニウム
錯体 テトラキス(ビピリジン)ジ−μ−オキソ−ジマンガン
錯体 などを水を酸化する触媒として皮膜中に分散させ、半導
体を被覆する。
これらのレドックス剤を高分子膜中に分散させる方法
は、半導体上に高分子膜を被覆したものをレドックス剤
水溶液中に浸漬することにより吸着させたり、予め共有
結合でレドックス剤を導入した高分子を合成した後、膜
化したり、あるいはレドックス剤と高分子の混合分散溶
液を作ってこれから膜化するなどの方法がある。
は、半導体上に高分子膜を被覆したものをレドックス剤
水溶液中に浸漬することにより吸着させたり、予め共有
結合でレドックス剤を導入した高分子を合成した後、膜
化したり、あるいはレドックス剤と高分子の混合分散溶
液を作ってこれから膜化するなどの方法がある。
また粘土膜中にレドックス剤を分散させるには、吸着や
混合キャスト法を用いることができる。
混合キャスト法を用いることができる。
ハ)被覆膜 本発明に用いる高分子膜の材料としては、ナフィオン、
ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、ポリアクリル酸、
ポリメタクリル酸、ポリメチルメタクリル酸、ポリビニ
ルアルコール、ポリビニルピリジン、ポリビニルピリジ
ニウム、コラーゲン、セルロース、絹などの合成あるい
は天然高分子が挙げられる。合成高分子は単独重合体あ
るいは共重合体としても用いることができ、また溶解や
剥離を抑えるために適当な架橋剤で架橋して用いること
ができる。これらはキャスト法やスピンコート法などで
半導体上に膜化される。
ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、ポリアクリル酸、
ポリメタクリル酸、ポリメチルメタクリル酸、ポリビニ
ルアルコール、ポリビニルピリジン、ポリビニルピリジ
ニウム、コラーゲン、セルロース、絹などの合成あるい
は天然高分子が挙げられる。合成高分子は単独重合体あ
るいは共重合体としても用いることができ、また溶解や
剥離を抑えるために適当な架橋剤で架橋して用いること
ができる。これらはキャスト法やスピンコート法などで
半導体上に膜化される。
被覆膜としては粘土の膜を用いられ、たとえばカオリ
ン、モンモリロナイトなどが挙げられる。これらは微粒
子を水懸濁液として半導体上にのせ、乾燥することによ
り膜化できる。被覆膜の厚さは、0.1μm〜500μmが適
当である。
ン、モンモリロナイトなどが挙げられる。これらは微粒
子を水懸濁液として半導体上にのせ、乾燥することによ
り膜化できる。被覆膜の厚さは、0.1μm〜500μmが適
当である。
iii)電解質溶液 本発明に用いる電解質溶液としては、水のみを用いた場
合電気分解によって水素と酸素を得ることができ、また
ハロゲン化水素の水溶液を用いた場合は、水素とハロゲ
ン分子を得ることが出来る。これらの使用が光エネルギ
ーを化学エネルギーに変えて蓄積するという理由から特
に好ましいが、この他アルカリ金属やアルカリ土類金属
の塩等の水溶液を電解質溶液として本発明に用いること
ができる。
合電気分解によって水素と酸素を得ることができ、また
ハロゲン化水素の水溶液を用いた場合は、水素とハロゲ
ン分子を得ることが出来る。これらの使用が光エネルギ
ーを化学エネルギーに変えて蓄積するという理由から特
に好ましいが、この他アルカリ金属やアルカリ土類金属
の塩等の水溶液を電解質溶液として本発明に用いること
ができる。
iv)電気分解法 本発明の電気分解法を用いて種々の電解質溶液を電気分
解することができるが、例えば水を分解して水素と酸素
を得たり、ハロゲン化水素を分解してハロゲンと水素を
得たりすることができる。
解することができるが、例えば水を分解して水素と酸素
を得たり、ハロゲン化水素を分解してハロゲンと水素を
得たりすることができる。
本発明の液接合型半導体電極を単独で用いて対極ととも
に電解質溶液に浸漬する場合は、液接合型半導体電極
に、−0.7〜+1.0V(vs.NHE:NHEとは、標準水素電極で
ある)の電圧を印加しながら光照射を行う必要がある。
に電解質溶液に浸漬する場合は、液接合型半導体電極
に、−0.7〜+1.0V(vs.NHE:NHEとは、標準水素電極で
ある)の電圧を印加しながら光照射を行う必要がある。
その理由は、−0.7V以下では、水の電解還元による水素
発生が起こってしまい、また+1.0V以上では、水の電解
酸化による酸素発生が起こってしまうからである。
発生が起こってしまい、また+1.0V以上では、水の電解
酸化による酸素発生が起こってしまうからである。
しかし、上記の電解槽を複数用いて直列につなげば、電
圧をかけなくとも電気分解を行うことができる。この場
合、直列につなぐ電解槽は、2個〜5個の範囲であるこ
とが好ましい。5個以上をつないだ場合は、過剰な電圧
を生じ、電極が損なわれるからである。
圧をかけなくとも電気分解を行うことができる。この場
合、直列につなぐ電解槽は、2個〜5個の範囲であるこ
とが好ましい。5個以上をつないだ場合は、過剰な電圧
を生じ、電極が損なわれるからである。
v)光電池 複数の上記の電解槽を用いて光電池とすることができ
る。この場合も、同様の理由から直列につなぐ電解槽
は、2個〜5個の範囲であることが好ましい。
る。この場合も、同様の理由から直列につなぐ電解槽
は、2個〜5個の範囲であることが好ましい。
vi)エネルギー蓄積装置 上記の電解槽又は光電池に電気分解により発生したガス
の貯蔵タンクを設けることにより、エネルギー蓄積装置
として用いることができる。例えば水を水素と酸素に分
解して蓄積し、水素ガスを燃焼させてエネルギーを取り
出した後、再生した水を原料として再使用することがで
きる。宇宙船等の閉鎖空間において、光電池兼用のエネ
ルギー蓄積装置として用いることが有効である。
の貯蔵タンクを設けることにより、エネルギー蓄積装置
として用いることができる。例えば水を水素と酸素に分
解して蓄積し、水素ガスを燃焼させてエネルギーを取り
出した後、再生した水を原料として再使用することがで
きる。宇宙船等の閉鎖空間において、光電池兼用のエネ
ルギー蓄積装置として用いることが有効である。
本発明の液接合型半導体電極は、安定であり、それゆえ
本発明の液接合型半導体電極を用いて寿命の長い電解装
置、光電池、エネルギー蓄積装置等を製造することがで
きる。
本発明の液接合型半導体電極を用いて寿命の長い電解装
置、光電池、エネルギー蓄積装置等を製造することがで
きる。
実施例1 n型硫化カドミウム半導体電極の表面に、ナフィオン溶
液(5wt%)を2μ/mm2の割合でキャストし、乾燥し
てナフィオン被覆膜を得る。これを温風で乾燥した後
に、ルテニウムレッドの1mM水溶液に1時間浸漬するこ
とにより、錯体をナフィオン膜中に吸着させる。この修
飾半導体の光特性を電解質溶液中でサイクリックボルタ
モグラム(CV)により調べると、安定なCVを与え、また
定電位下で定常的な光電流を与えることからn−CdSが
安定化されたことがわかる。
液(5wt%)を2μ/mm2の割合でキャストし、乾燥し
てナフィオン被覆膜を得る。これを温風で乾燥した後
に、ルテニウムレッドの1mM水溶液に1時間浸漬するこ
とにより、錯体をナフィオン膜中に吸着させる。この修
飾半導体の光特性を電解質溶液中でサイクリックボルタ
モグラム(CV)により調べると、安定なCVを与え、また
定電位下で定常的な光電流を与えることからn−CdSが
安定化されたことがわかる。
実施例2 実施例1において安定化されたn−CdSを作用極とし、
白金対極銀参照電極を0.MKNO3と10mMHNO3を含む10mlの
水溶液中に浸漬し、セルは密閉してガス導入と気体サン
プリング用のシリコン栓を設ける。水中にアルゴンガス
を2時間吹込んだ後に、−0.3V(vs、Ag)の電位をn−
CdSに印加し、500nmの可視光をn−CdS上に照射した。
照射にともない光電流を生ずるとともにCdSおよび対極
上で気泡の発生がみられた。
白金対極銀参照電極を0.MKNO3と10mMHNO3を含む10mlの
水溶液中に浸漬し、セルは密閉してガス導入と気体サン
プリング用のシリコン栓を設ける。水中にアルゴンガス
を2時間吹込んだ後に、−0.3V(vs、Ag)の電位をn−
CdSに印加し、500nmの可視光をn−CdS上に照射した。
照射にともない光電流を生ずるとともにCdSおよび対極
上で気泡の発生がみられた。
8時間光照射後、気相からサンプリングしてガスクロマ
トグラフで調べたところ、水素と酸素が2:1の割合で発
生したことが認識され、水が可視光分解されたことが明
らかである。なお水分解の効率は照射光当り約15%であ
った。
トグラフで調べたところ、水素と酸素が2:1の割合で発
生したことが認識され、水が可視光分解されたことが明
らかである。なお水分解の効率は照射光当り約15%であ
った。
実施例3 実施例1において、ルテニウムレッドの代りにテトラキ
ス(ビピリジン)−ジμオキソ−ジマンガン錯体を用い
たほかは実施例1と同様にしてn−CdSを安定化し、実
施例2と同様に水の可視光分解を行なったところ、光電
流を生ずるとともに照射光当り9%の効率で水素と酸素
を得た。
ス(ビピリジン)−ジμオキソ−ジマンガン錯体を用い
たほかは実施例1と同様にしてn−CdSを安定化し、実
施例2と同様に水の可視光分解を行なったところ、光電
流を生ずるとともに照射光当り9%の効率で水素と酸素
を得た。
実施例4 実施例2において、電解質水溶液として0.1MHCl水溶液
を用い、照射光として500Wキセノンランプからの400〜8
00nmの光を用いたほかは実施例2と全く同様に光反応を
行なったところ、光電流を生ずるとともに3%の高率で
HClを水素と塩素に分解した。
を用い、照射光として500Wキセノンランプからの400〜8
00nmの光を用いたほかは実施例2と全く同様に光反応を
行なったところ、光電流を生ずるとともに3%の高率で
HClを水素と塩素に分解した。
実施例5 カオリン粘土の水懸濁液をn−CdS電極上にのせて乾燥
することにより、膜厚約100μmの粘土膜を作った。こ
の粘土膜被覆n−CdSを、トリス(2,2′−ビピリジン)
ルテニウム(II)錯体10mMと(Ru(NH3)5〕3+1mMとを
含む混合水溶液に30分間浸漬して両錯体を吸着させた。
この修飾半導体の光特性を実施例1のようにして調べた
ところ、n−CdSが安定化されたことがわかった。
することにより、膜厚約100μmの粘土膜を作った。こ
の粘土膜被覆n−CdSを、トリス(2,2′−ビピリジン)
ルテニウム(II)錯体10mMと(Ru(NH3)5〕3+1mMとを
含む混合水溶液に30分間浸漬して両錯体を吸着させた。
この修飾半導体の光特性を実施例1のようにして調べた
ところ、n−CdSが安定化されたことがわかった。
実施例6 実施例1において安定化した修飾n−CdS電極を白金対
極とともに、1MHBrを含む水溶液に浸漬して構成される
電解槽を3個直列につなぎ、修飾n−CdS上に可視光照
射したところ、光電流を生ずるとともに、照射光当り4
%の効率でHBrが分解され、水素と臭素を生成した。
極とともに、1MHBrを含む水溶液に浸漬して構成される
電解槽を3個直列につなぎ、修飾n−CdS上に可視光照
射したところ、光電流を生ずるとともに、照射光当り4
%の効率でHBrが分解され、水素と臭素を生成した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01M 14/00 P // H01L 29/872
Claims (7)
- 【請求項1】水の酸化触媒となりうる少なくとも1種の
レドックス剤が分散せしめられた高分子又は粘土の膜で
被覆されていることを特徴とする液接合型半導体電極。 - 【請求項2】水の酸化触媒となりうるマンガンの錯体が
分散せしめられた高分子又は粘土の膜で被覆されている
ことを特徴とする請求項(1)記載の液接合型半導体電
極。 - 【請求項3】水の酸化触媒となりうるルテニウムの錯体
が分散せしめられたポリアニオン高分子膜又は粘土の膜
で被覆されていることを特徴とする請求項(1)記載の
液接合型半導体電極。 - 【請求項4】請求項(1)〜(3)の何れか1項記載の
液接合型半導体電極を参照電極とともに電解質溶液に浸
漬し、該液接合型半導体電極に−0.7〜+1.0V(vs.NH
E)の範囲の電圧を印加しながら可視光を照射すること
を特徴とする電解質溶液の電気分解法。 - 【請求項5】請求項(1)〜(3)の何れか1項記載の
液接合型半導体電極を対極とともに電解質溶液に浸漬し
てなる複数の電解槽を直列につなぎ、各電解槽の該液接
合型半導体電極に可視光を照射することを特徴とする電
解質溶液の電気分解法。 - 【請求項6】請求項(1)〜(3)の何れか1項記載の
液接合型半導体電極を対極とともに電解質溶液に浸漬し
てなる複数の電解槽が直列につながれており、該液接合
型半導体電極が光照射可能なように露出されていること
を特徴とする光電池。 - 【請求項7】請求項(1)〜(3)の何れか1項記載の
液接合型半導体電極を対極とともに電解質溶液に浸漬し
てなる電解槽及び電気分解によって発生したガスを貯蔵
するタンクを含むことを特徴とするエネルギー蓄積装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63065040A JPH0745718B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 液接合型半導体電極及びその使用法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63065040A JPH0745718B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 液接合型半導体電極及びその使用法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01240692A JPH01240692A (ja) | 1989-09-26 |
| JPH0745718B2 true JPH0745718B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=13275450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63065040A Expired - Lifetime JPH0745718B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 液接合型半導体電極及びその使用法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745718B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPO129496A0 (en) * | 1996-07-26 | 1996-08-22 | Broken Hill Proprietary Company Limited, The | Photoelectrochemical cell |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4011149A (en) * | 1975-11-17 | 1977-03-08 | Allied Chemical Corporation | Photoelectrolysis of water by solar radiation |
| JPS562623A (en) * | 1979-06-21 | 1981-01-12 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Electrode |
| JPS58133788A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-08-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 電解質溶液 |
| JPS5953354A (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-28 | Taihei Mach Works Ltd | 板体の搬送制御方法および装置 |
| JPS59175566A (ja) * | 1983-03-24 | 1984-10-04 | Rikagaku Kenkyusho | 高分子膜被覆半導体電極 |
-
1988
- 1988-03-18 JP JP63065040A patent/JPH0745718B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01240692A (ja) | 1989-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Erbs et al. | Visible-light-induced oxygen generation from aqueous dispersions of tungsten (VI) oxide | |
| CA1234777A (en) | Electrochemical photocatalytic structure | |
| White et al. | Electrochemical investigation of photocatalysis at cadmium sulfide suspensions in the presence of methylviologen | |
| US4427749A (en) | Product intended to be used as a photocatalyst, method for the preparation of such product and utilization of such product | |
| Sarnowska et al. | Highly efficient and stable solar water splitting at (Na) WO3 photoanodes in acidic electrolyte assisted by non‐noble metal oxygen evolution catalyst | |
| JP2955646B2 (ja) | 有機色素増感型酸化物半導体電極及びそれを含む太陽電池 | |
| JP3309131B2 (ja) | 有機色素増感型ニオブ酸化物半導体電極及びそれを含む太陽電池 | |
| Swierk et al. | Photovoltage effects of sintered IrO2 nanoparticle catalysts in water-splitting dye-sensitized photoelectrochemical cells | |
| Lattach et al. | Polypyrrole-Ru (2, 2′-bipyridine) 32+/MoS x Structured Composite Film As a Photocathode for the Hydrogen Evolution Reaction | |
| Zhang et al. | Hydrogel enabled dual‐shielding improves efficiency and stability of BiVO4 based photoanode for solar water splitting | |
| Amano et al. | Photoelectrochemical gas–electrolyte–solid phase boundary for hydrogen production from water vapor | |
| EP0105623A2 (en) | Electrolytic photodissociation of chemical compounds by iron oxide electrodes | |
| JP2006089336A (ja) | 水の光分解反応により水素および酸素を製造する装置 | |
| Harris et al. | Corrosion suppression on rutile anodes by high energy redox reactions | |
| Zahran et al. | Nickel sulfate as an influential precursor of amorphous high-valent Ni (III) oxides for efficient water oxidation in preparation via a mixed metal-imidazole casting method | |
| Amano et al. | Porous transport photoelectrodes fabricated on felt substrates and applications to polymer electrolyte photoelectrochemistry | |
| WO2021045692A1 (en) | A dehumidification system | |
| JP2005501177A (ja) | 電気化学的反応電極、製造方法、及びその適用機器。 | |
| JP6694646B2 (ja) | 過酸化水素の製造方法および製造装置 | |
| Haider et al. | Photoelectrochemical Production of Peroxydisulfate (PDS), a Clean Oxidant: Recent Development and Challenges | |
| Desilvestro et al. | Photoredox reactions on semiconductors at open circuit. Reduction of iron (3+) on tungsten (VI) oxide electrodes and particle suspensions | |
| JPS60434B2 (ja) | 水素発生方法 | |
| JPS61290355A (ja) | 電気化学的ガスセンサ− | |
| JPH0745718B2 (ja) | 液接合型半導体電極及びその使用法 | |
| Li et al. | Involvement of coordination chemistry during electron transfer in the stabilization of the pyrite (FeS2) photoanode |