界面光機能を用いる太陽エネルギーの化学的変換・貯蔵

1986 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 61040040
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 坪村 宏 阪大, 基礎工学部, 教授 (20029367)
• 研究分担者: 伊藤 要 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (50024196) ; 上野 康定 岐阜大学, 工学部, 教授 (00021577) ; 本多 健一 京都大学, 工学部, 教授 (60013091) ; 羽田 宏 京都大学, 工学部, 教授 (60025864) ; 坂田 忠良 分子科学研究所, 助教授 (40013510)
• キーワード: 太陽エネルギー / 湿式光電池 / 半導体電極 / 半導体光触媒 / 光電気化学 / 太陽電池 / 光化学 / 光合成

研究概要

(1)高効率半導体光電極の探策
前年報告したミクロな不連続金属薄膜を持つ半導体電極の特異な作用は本年の研究により一層確実となり、n型結晶シリコン/白金電極によって、HBr/【Br_2】溶液中で白金対極に対し開放光電圧O、68V、太陽光エネルギー変換効率11.4%を達成した。これは湿式光電池としては最高級の効率であり、特に開放光起電力0.68Vは固体シリコン光電池の0.59Vに比べてずっと大きく、この方式の太陽電池の有望性を示す結果となった。またCdTe、CdSe及びその混合系を沈澱焼結法、溶融塩電解法、電着法に依り製作する研究が進められ、効率は最低5%程度であるが、低コストな製法として期待される。このほかp-GaP電極からのメタン、一酸化炭素の生成が確認され、a-シリコン薄膜の光による生成の基礎過程の研究将来の光電池としての有機物電極の研究で成果を上げた。
(2)半導体微粒子を主原科とする高効率光触媒の探策
半導体粉末触媒を用いる光反応は極めて低コストの太陽エネルギー変換を行ない得る可能性を持ち、本年度の我々の研究としては有機物の合成に一層の進展が見られ、アミノ酸、ペプチド、核酸塩基なども合成されるにいたった。また硫化カドミウム/白金系触媒による亜硫酸塩水溶液からの水素発生については、今年は触媒の効率がいちだんと上がりまたその安定化にも成功し実際の太陽光下での実験も行なわれ、1平方メートル当たり毎時5リットルの水素の発生をみた。そのほか【TiO-2】による有機硫黄化合物の光反応、強誘電体-金属複合系の光触媒効果、半導体-有機色素系の励起電子移動過程のダイナミックスなども研究した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Nakato: J.phys.Chem.90. 5495-5496 (1986)
• [文献書誌] H.Shinohara: J.Chem.Soc.,Chem.Commun.1986. 209-211 (1986)
• [文献書誌] M.Hiramoto: Chem.Letters. 899-902 (1986)
• [文献書誌] 川崎三津夫: 応用物理. 55. 606-611 (1986)
• [文献書誌] M.Fujihira: Chem.Letters. 2001-2002 (1986)
• [文献書誌] T.Shimidzu: Nouveau Journal de Chimie. 10. 213-215 (1986)
• [文献書誌] H.Yoneyama: Langmuir. 2,No.4. 377-380 (1986)
• [文献書誌] 神戸士郎: 日本化学会誌. No.10. 1270-1274 (1986)
• [文献書誌] R.Baba: Chemistry Letters. 1307-1310 (1986)
• [文献書誌] M.Takahashi: J.Electrochem.Soc.133. 266-271 (1986)
• [文献書誌] H.Minoura: Solar Energy Materials. 12. 335-344 (1985)
• [文献書誌] K.Ito: Bull.Chem.Soc.Jpn.58. 3027-3028 (1985)
• [文献書誌] K.Yamashita: Bull.Chem.Soc.Jpn.60. 803-805 (1987)
• [文献書誌] Y.Inoue: J.Phys.Chem.129. 79-81 (1986)