Operand observation of excited carrier transfers in photoelectrodes for water splitting by electrochemical XAFS

• Project/Area Number: 24750134
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Functional materials chemistry
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: YOSHIDA Masaaki 慶應義塾大学, 理工学部, 助教 (00582206)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2013: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2012: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: X線吸収分光 / 光電極 / 水分解 / 励起キャリア / 電気化学 / 助触媒 / 酸化マンガン / 放射光 / X線吸収分光法 / 水分解用光電極 / エネルギー変換材料 / 励起キャリア移動

Research Abstract

Solar hydrogen production from water using photoelectrochemical cells is an attractive candidate for the renewable energy supply. Many semiconductor photoelectrodes for overall water splitting have already been established after the discovery of the Honda-Fujishima effect. Recently, metal oxides such as manganese oxide or cobalt phosphate have been demonstrated to substantially improve the photoelectrochemical efficiency for water splitting, because the metal oxides on the semiconductors can function as oxygen evolution cocatalyst. Therefore, we applied the in-situ Mn K-edge X-ray absorption spectroscopy technique for the observation of photoexcited carrier transfer from Nb:SrTiO3 photoelectrode to metal oxide cocatalysts during photoelectrochemical reaction.

Research Products

• [Journal Article] Electrochromic Characteristics of a Nickel Borate Thin Film Investigated by In Situ XAFS and UV/vis Spectroscopy (2014)
  • Author(s): M. Yoshida, T. Iida, T. Mineo, T. Yomogida, K. Nitta, K. Kato, H. Nitani, H. Abe, T. Uruga, and H. Kondoh
  • Journal Title: Electrochemistry Volume: 82 Issue: 5 Pages: 355-358
  • DOI: 10.5796/electrochemistry.82.355
  • NAID: 130004562457
  • ISSN: 1344-3542, 2186-2451
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lanthanoid Oxide Layers on Rhodium-Loaded (Ga_<1-x>Zn_x)(N_<1-x>O_x) Photocatalyst as a Modifier for Overall Water Splitting under Visible-Light Irradiation (2013)
  • Author(s): M. Yoshida, K. Maeda, D. Lu, J. Kubota and K. Domen
  • Journal Title: The Journal of Physical Chemistry C Volume: 117 Issue: 27 Pages: 14000-14006
  • DOI: 10.1021/jp402240d
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] In situ observation of carrier transfer in the Mn-oxide/Nb : SrTiO_3photoelectrode by X-ray absorption spectroscopy (2013)
  • Author(s): M. Yoshida, T. Yomogida, T. Mineo, K. Nitta, K. Kato, T. Masuda, H. Nitani, H. Abe, S. Takakusagi, T. Uruga, K. Asakura, K. Uosaki and H. Kondoh
  • Journal Title: Chemical Communications Volume: 49 Issue: 71 Pages: 7848-7850
  • DOI: 10.1039/c3cc43584a
  • Peer Reviewed
• [Presentation] In-situ電気化学XAFS法を用いた半導体光電極から酸素生成助触媒への励起ホール移動の観測 (2014)
  • Author(s): 蓬田匠、吉田真明、峯尾岳大、新田清文、加藤和男、増田卓也、仁谷浩明、阿部仁、高草木達、宇留賀朋哉、朝倉清高、魚崎浩平、近藤寛
  • Organizer: 第27回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 広島国際会議場
• [Presentation] Observation of Photoexcited Carrier Transfer in MnOx/SrTiO3 Photoelectrode by In-Situ X-Ray Absorption Fine Structure (2014)
  • Author(s): Masaaki Yoshida, Saaya Maeda, Takumi Yomogida, Takehiro Mineo, Kiyohumi Nitta, Kazuo Kato, Takuya Masuda, Hiroaki Nitani, Hitoshi Abe, Satoru Takakusagi, Tomoya Uruga, Kiyotaka Asakura, Kohei Uosaki, Hiroshi Kondoh
  • Organizer: 225th ECS meeting
  • Place of Presentation: Hilton Orlando Bonnet Creek Hotel
• [Presentation] In-Situ X線吸収分光法によるMnO_x/SrTiO_3水分解光触媒上での励起キャリア移動の観測 (2013)
  • Author(s): 吉田真明、 他13名
  • Organizer: 第33回表面科学学術講演会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場エポカル
  • Year and Date: 2013-11-26
• [Presentation] Observation of photoexcited carrier transfer in MnO_x/SrTiO_3 photocatalyst by in-situ X-ray absorption fine structure (2013)
  • Author(s): M. Yoshida et al.
  • Organizer: The 6^<th> Asia-Pacific Congress on Catalysis
  • Place of Presentation: Taipei, Taiwan
  • Year and Date: 2013-10-16
• [Presentation] In-situ X線吸収分光法による水分解光電極上の酸化マンガン助触媒への電荷移動の観測 (2013)
  • Author(s): 吉田真明、 他12名
  • Organizer: 電気化学会第80回大会
  • Place of Presentation: 東北大学川内キャンパス
  • Year and Date: 2013-03-29
• [Presentation] In-situ X線吸収分光法を利用した水分解用光電極上の酸化マンガン助触媒への励起キャリア移動の観測 (2013)
  • Author(s): 吉田真明、 他13名
  • Organizer: 第111回触媒討論会
  • Place of Presentation: 関西大学千里山キャンパス
  • Year and Date: 2013-03-26
• [Presentation] Observation of photoexcited carrier transfer in MnOx/SrTiO3 photocatalyst by in-situ X-ray absorption fine structure (2013)
  • Author(s): Masaaki Yoshida, Saaya Maeda, Takumi Yomogida, Takehiro Mineo, Kiyohumi Nitta, Kazuo Kato, Takuya Masuda, Hiroaki Nitani, Hitoshi Abe, Satoru Takakusagi, Tomoya Uruga, Kiyotaka Asakura, Kohei Uosaki, Hiroshi Kondoh
  • Organizer: The 6th Asia-Pacific Congress on Catalysis
  • Place of Presentation: Taipei, Taiwan
• [Presentation] In-Situ X線吸収分光法によるMnOx/SrTiO3水分解光触媒上での励起キャリア移動の観測 (2013)
  • Author(s): 吉田真明、権成浩、蓬田匠、峯尾岳大、新田清文、加藤和男、増田卓也、仁谷浩明、阿部仁、高草木達、宇留賀朋哉、朝倉清高、魚崎浩平、近藤寛
  • Organizer: 第33回表面科学学術講演会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場エポカル
• [Presentation] XAFSによる水分解用光電極上のリン酸コバルト(Co-Pi)助触媒に関する研究 (2013)
  • Author(s): 峯尾岳大、吉田真明、蓬田匠、新田清文、加藤和男、増田卓也、仁谷浩明、阿部仁、高草木達、宇留賀朋哉、朝倉清高、魚崎浩平、近藤寛
  • Organizer: 第33回表面科学学術講演会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場エポカル
• [Presentation] In-situ X線吸収分光法を利用した水分解用光電極上の酸化マンガン助触媒への励起キャリア移動の観測 (2012)
  • Author(s): 吉田真明、 他13名
  • Organizer: 第32回表面科学学術講演会
  • Place of Presentation: 東北大学片平キャンパス
  • Year and Date: 2012-11-20
• [Presentation] In-situ XAFS法を利用した水分解用光電極上の酸素生成助触媒への励起キャリア移動の観測 (2012)
  • Author(s): 吉田真明、 他13名
  • Organizer: 第15回XAFS討論会
  • Place of Presentation: 兎会館
  • Year and Date: 2012-09-11
• [Presentation] In-situ XAFS法を利用した水分解用光電極上の酸素生成助触媒への励起キャリア移動の観測
  • Author(s): 吉田真明、蓬田匠、峯尾岳大、前田彩綾、新田清文、加藤和男、増田卓也、仁谷浩明、阿部仁、高草木達、宇留賀朋哉、朝倉清高、魚崎浩平、近藤寛
  • Organizer: 第15回XAFS討論会
  • Place of Presentation: 鳥取県鳥取市
• [Presentation] In-situ X線吸収分光法を利用した水分解用光電極上の酸化マンガン助触媒への励起キャリア移動の観測
  • Author(s): 吉田真明、蓬田匠、峯尾岳大、前田彩綾、新田清文、加藤和男、増田卓也、仁谷浩明、阿部仁、高草木達、宇留賀朋哉、朝倉清高、魚崎浩平、近藤寛
  • Organizer: 第32回表面科学学術講演会
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市
• [Presentation] In-situ X線吸収分光法による水分解用光電極上の酸素生成助触媒への励起キャリア移動の観測
  • Author(s): 吉田真明、蓬田匠、峯尾岳大、前田彩綾、新田清文、加藤和男、増田卓也、仁谷浩明、阿部仁、高草木達、宇留賀朋哉、朝倉清高、魚崎浩平、近藤寛
  • Organizer: 第111回触媒討論会
  • Place of Presentation: 大阪府吹田市
• [Presentation] In-situ X線吸収分光法による水分解光電極上の酸化マンガン助触媒への電荷移動の観測
  • Author(s): 吉田真明、蓬田匠、峯尾岳大、新田清文、加藤和男、増田卓也、仁谷浩明、阿部仁、高草木達、宇留賀朋哉、朝倉清高、魚崎浩平、近藤寛
  • Organizer: 電気化学会第80回大会
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市
• [Presentation] 半導体光電極から酸化マンガン助触媒への励起ホールの移動と光電極活性との相関
  • Author(s): 蓬田匠、吉田真明、峯尾岳大、新田清文、加藤和男、増田卓也、仁谷浩明、阿部仁、高草木達、宇留賀朋哉、朝倉清高、魚崎浩平、近藤寛
  • Organizer: 電気化学会第80回大会
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市
• [Remarks]
  • URL: http://www.chem.keio.ac.jp/~kondoh/index/jp/
• [Remarks] 慶應義塾大学理工学部化学科 近藤研究室
  • URL: http://www.chem.keio.ac.jp/~kondoh/index/jp/
• [Remarks] ＫＯＡＲＡ（慶應義塾大学学術情報アーカイブ）
  • URL: http://k-ris.keio.ac.jp/Profiles/0170/0020067/pblc1.html