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Preparation of Highly-Functional Photocathodes for Water Reduction Using a Photo-Induced Crystallization Process

Research Project

Project/Area Number 25870254
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Material processing/Microstructural control engineering
Inorganic industrial materials
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

NISHIKAWA MASAMI  長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20622393)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords光電極 / エキシマレーザー / 水還元 / 光電流 / 光触媒 / Cu2O / 複合光触媒
Outline of Final Research Achievements

To prevent photocorrosion of Cu2O photocathodes for water reduction, a composite technique of crystalline TiO2 layers for reaction stabilization has been desired. In a usual furnace heating process, Cu2O was oxidized to CuO which was inactive for water reduction during the crystallization reaction of TiO2. In contrast, We successfully prepared the crystalline TiO2 layer on the Cu2O photocathode without the generation of inactive CuO phase using an excimer laser assisted metal organic deposition process. For the TiO2/Cu2O photocathodes obtained, photoexcited electrons in the Cu2O can easily transfer to the TiO2 layer, resulting in the prevention of photocorrosion. We demonstrated that this composite technique can be applicable for any kinds of photoelectrodes to raise their reaction stabilization because the TiO2 stabilization layer alone can be crystallized with no heat damage to the materials of the photoelectrode unlike the furnace heating process.

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 4 results) Presentation (22 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Photocatalytic Carbon Dioxide Reduction by Copper Oxide Nanocluster-Grafted Niobate Nanosheets2015

    • Author(s)
      Ge Yin, Masami Nishikawa, Yoshio Nosaka, Nagarajan Srinivasan, Daiki Atarashi, Etsuo Sakai, Masahiro Miyauchi
    • Journal Title

      ACS Nano

      Volume: 9 Issue: 2 Pages: 2111-2119

    • DOI

      10.1021/nn507429e

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      Min Liu, Ryota Inde, Masami Nishikawa(代表), Xiaoqing Qiu, Daiki Atarashi, Etsuo Sakai, Yoshio Nosaka, Kazuhito Hashimoto, Masahiro Miyauchi
    • Journal Title

      ACS Nano

      Volume: 8 Issue: 7 Pages: 7229-7238

    • DOI

      10.1021/nn502247x

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      Satoshi Motozuka, Motohiro Tagaya, Kota Shiba, Zhefeng Xu, Masami Nishikawa(代表), Tomohiko Yoshioka, Toshiyuki Ikoma, Junzo Tanaka
    • Journal Title

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      Volume: 53 Issue: 43 Pages: 16736-16753

    • DOI

      10.1021/ie501207u

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      Yoshio Nosaka, Masami Nishikawa(代表), Atsuko Nosaka
    • Journal Title

      Molecules

      Volume: 19 Issue: 11 Pages: 18248-18267

    • DOI

      10.3390/molecules191118248

    • NAID

      120006576441

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      Yukihiro Nakabayashi, Masami Nishikawa(代表), Yoshio Nosaka
    • Journal Title

      Electrochimica Acta

      Volume: 125 Pages: 191-198

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2014.01.088

    • NAID

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      Volume: 未定

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      Journal of Photochemistry and Photobiology A

      Volume: 262 Pages: 52-56

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      Journal of Molecular Catalysis A: Chemical

      Volume: 378 Pages: 314-318

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      10.1016/j.molcata.2013.07.002

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      J. Phys. Chem. C

      Volume: 117 Issue: 19 Pages: 9908-9919

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    • Author(s)
      西川雅美(代表)、野坂芳雄
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      技術情報協会
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    • Inventor(s)
      西川雅美(代表), 野坂芳雄, タン リー ファ
    • Industrial Property Rights Holder
      西川雅美(代表), 野坂芳雄, タン リー ファ
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2014-146391
    • Filing Date
      2014-07-17
    • Related Report
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URL: 

Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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