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半導体光電極を用いた炭酸ガスの光還元による光・化学エネルギー変換

研究課題

研究課題/領域番号 60045056
研究種目

エネルギー特別研究(エネルギー)

配分区分補助金
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

伊藤 要  名古屋工業大学, 工, 教授 (50024196)

研究期間 (年度) 1985
研究課題ステータス 完了 (1985年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1985年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード半導体光電極 / p型リン化ガリウム / p型リン化インジウム / 非水電解液 / 炭酸ガス / 二酸化炭素 / シュウ酸 / ギ酸 / 一酸化炭素
研究概要

半導体・溶液界面の光機能を利用して、炭酸ガス(【CO_2】)の光電気化学還元を行わせ、有用な有機物を合成して太陽の光エネルギーを化学エネルギーに変換しようとするのが本研究の最終目的である。半導体電極としてp-GaP電極を用い、水溶液を電解液として【CO_2】の光電気化学還元を行った場合にはギ酸とCOを、また、非水電解液を用いた場合にはギ酸、COの他にシュウ酸も生成することを報告してきた。 本年度は【CO_2】の還元効率を上げ、その生成物の選択性をよくするため非水電解液(0.1M過塩素酸テトラエチルアンモニウム/プロピレンカーボネート)の含水量の影響、p-GaP電極表面への金属(Pb,In,Zn)被履の効果などについて検討した。また、p-In-Pを半導体電極とし、水溶液を電解液とした場合についても検討し、次のような結果を得た。 (1) 非水電解液中の含有水分をできうる限り除去すると、シュウ酸の光分解も抑制され、【CO_2】の還元効率が向上する。
(2) 非水電解液中の含水量を増大させると、pb被履p-GaP電極ではシュウ酸の生成効率が急激に減少し、COの生成効率は一担極大を示してから次第に小さくなる。また、水素,ギ酸の生成効率は次第に増大し、ついに主生成物になる。
(3) p-GaP電極へのPbおよびInの被履は-1.5〜0Vの電位範囲で、光電流の増大をもたらし、電極を安定化するが、Znは多少問題がある。
(4) p-GaP電極に被履した金属の生成物への影響は【CO_2】の電解還元における電極金属の触媒効果に対応し、Pbの被履ではシュウ酸の生成効率が約10%から50%となり、In,Znの被履ではCOの生成効率が50%前後からほぼ100%となる。
(5) p-InP電極を用い、水溶液を電解液とした【CO_2】の光電気化学還元では、【CO_2】の還元効率は、水溶液中のp-GaP電極のときより、多少向上するが、被履金属の効果は小さい。

報告書

(1件)
  • 1985 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (2件)

  • [文献書誌] Bull.Chem.Soc.Jpn.58-5. (1985)

    • 関連する報告書
      1985 実績報告書
  • [文献書誌] Bull.Chem.Soc.Jpn.58-10. (1985)

    • 関連する報告書
      1985 実績報告書

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公開日: 1987-03-31   更新日: 2016-04-21  

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