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J-GLOBAL ID：201802266636612439   整理番号：18A1326348

安定な高効率α-Fe2O3光電気化学水分解-合理的材料設計とキャリア動力学【JST・京大機械翻訳】

Stable and High-efficient α-Fe2O3 Based Photoelectrochemical Water Splitting:Rational Materials Design and Charge Carrier Dynamics

著者 (3件)： Xie Jiale (蘇州科技大学材料科学与器件研究院,蘇州,215009) ,  Yang Pingping (西南大学材料与能源学部,重慶,400715) ,  Li Zhangming (蘇州科技大学材料科学与器件研究院,蘇州215009;西南大学材料与能源学部,重慶400715)
資料名： Cailiao Daobao  (Cailiao Daobao)
巻： 32  号： 7  ページ： 1037-1056  発行年： 2018年 
JST資料番号： C2126A  ISSN： 1005-023X  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 中国 (CHN)  言語： 中国語 (ZH)

抄録/ポイント： 水素エネルギーは非常にクリーンなエネルギーであり、高効率、クリーンと低コストの水素生成装置の開発は水素エネルギーを利用する主要な技術問題であり、光電気化学水分解は第一選択の水素製造技術の一つである。室温で直接水分解と水素酸素分離が実現でき、太陽光の周期的変動に完全に制限されず、その水素生成装置はすべて無機材料から作製でき、良好な化学活性と耐用年数がある。しかし、光電気化学水分解技術の効率は現在応用の要求に満たず、特に長期安定運転が実現できず、一定の性能減衰がある。各種の光電極材料の中で、α-Fe2O3は非常に重要であり、かつ潜在力のある安定な高効率の光陽極材料であり、近年研究の焦点となっている。α-Fe2O3はヘマタイトとも呼ばれ、埋蔵量が豊富で、光電気化学水分解において良好な安定性、低コストと良好な太陽スペクトル応答などのメリットがあり、最も応用の将来性のある光電極材料となっている。しかし、α-Fe2O3固有のいくつかの問題、例えば電荷輸送の差、表面の再結合が深刻、電荷移動の動力学が遅いなど、その実際の応用を制限している。近年、研究者達は様々な戦略とルート、例えば、ドーピング、ナノ化、ヘテロ接合と表面処理などを利用して上述の問題を解決している。Ti,Sn,Si,Sなどの種々の金属と非金属元素のα-Fe2O3は,ヘテロ原子の導入が電子の有効質量を減少し,導電性を向上させることを示した。ゼロ次元,一次元,二次元,三次元から階層構造へのα-Fe2O3の合成に成功した。同時に,ナノ化も導電性基板の規則アレイパターン化に拡張し,α-Fe2O3ナノ化は光生成正孔の生成と利用を促進する。開発したn-n型とp-n型α-Fe2O3ヘテロ接合は,α-Fe2O3/ZnFe2O4,p-Si/α-Fe2O3など,光電気触媒水分解性能を大きく向上させた。α-Fe2O3表面処理は,触媒修飾,不動態層修飾,化学/電気化学エッチング,雰囲気処理など,α-Fe2O3電極の電荷移動,酸素発生動力学を著しく改善した。α-Fe2O3の光電気化学水分解に及ぼす異なる戦略と経路の影響を,材料設計およびキャリア動力学の観点からレビューした。α-Fe2O3光電極の性能に及ぼすナノ構造と材料の複合処理の効果を分析し,さらに,光電気化学水分解反応におけるキャリアの動力学プロセスを詳細に解析した。さらに,光電気化学水分解の基本原理と物理過程を紹介した。このレビューは,α-Fe2O3に基づく安定な高効率光電極の合理的設計のための有益な理論的指針と実験的設計法を提供する。Data from Wanfang. Translated by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 水素 ,  水素発生反応 ,  光電極 ,  太陽 ,  赤鉄鉱 ,  触媒 ,  ヘテロ接合 ,  ナノ構造 ,  ドーピング ,  *光電気化学 ,  酸素 ,  導電性 ,  分解反応 ,  電荷移動
準シソーラス用語： *水分解 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (4件)： hematite ,  photoelectrochemical water splitting ,  materials design ,  charge carrier dynamics

分類 (1件)： 電気化学反応  (CB07050F)

タイトルに関連する用語 (5件)： 高効率 ,  光電気化学 ,  水分解 ,  材料設計 ,  キャリア動力学