電気化学Ｘ線吸収分光法による水分解用光電極の励起キャリア移動のオペランド観測

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24750134
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 吉田 真明 慶應義塾大学, 理工学部, 助教 (00582206)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 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

研究概要

近年、太陽光を用いて水から水素を生成する半導体光電極の研究に注目が集まっている。n型光電極内部で生成した励起ホールは水を酸化して酸素を生成し，励起電子は対極上に移動してプロトンを還元して水素を生成する。このとき，酸素生成サイトとなる助触媒を光電極表面に修飾すると、光電極の性能が著しく向上することが報告されている。そこで、本研究では、in-situ X線吸収分光法により、酸化マンガンやリン酸コバルトといった金属酸化物助触媒の価数の変化を測定し、光電極上で生成した励起キャリアが助触媒へ移動する様子を観測した。

研究成果

• [雑誌論文] Electrochromic Characteristics of a Nickel Borate Thin Film Investigated by In Situ XAFS and UV/vis Spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshida, T. Iida, T. Mineo, T. Yomogida, K. Nitta, K. Kato, H. Nitani, H. Abe, T. Uruga, and H. Kondoh
  • 雑誌名: Electrochemistry 巻: 82 ページ: 355
  • DOI: 10.5796/electrochemistry.82.355
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lanthanoid Oxide Layers on Rhodium-Loaded (Ga_1–xZn_x)(N_1–xO_x) Photocatalyst as a Modifier for Overall Water Splitting under Visible-Light Irradiation (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshida, K. Maeda, D. Lu, J. Kubota and K. Domen
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 117 ページ: 14000
  • DOI: 10.1021/jp402240d
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ observation of carrier transfer in the Mn-oxide/Nb : SrTiO_3 photoelectrode by X-ray absorption spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 49 ページ: 7848
  • DOI: 10.1039/C3CC43584A
  • 査読あり
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 吉田真明、 他13名
  • 学会等名: 第33回表面科学学術講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場エポカル
  • 年月日: 2013-11-26
• [学会発表] Observation of photoexcited carrier transfer in MnO_x/SrTiO_3 photocatalyst by in-situ X-ray absorption fine structure (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshida et al.
  • 学会等名: The 6^<th> Asia-Pacific Congress on Catalysis
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2013-10-16
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 吉田真明、 他12名
  • 学会等名: 電気化学会第80回大会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 吉田真明、 他13名
  • 学会等名: 第111回触媒討論会
  • 発表場所: 関西大学千里山キャンパス
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 吉田真明、 他13名
  • 学会等名: 第32回表面科学学術講演会
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパス
  • 年月日: 2012-11-20
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 吉田真明、 他13名
  • 学会等名: 第15回XAFS討論会
  • 発表場所: 兎会館
  • 年月日: 2012-09-11
• [備考]
  • URL: http://www.chem.keio.ac.jp/~kondoh/index/jp/