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J-GLOBAL ID：202202262350637299   整理番号：22A0976325

高度に安定な太陽光水分解のためのNi_3(PO_4)_2共触媒担持β-Ga_2O_3/GaN光アノード【JST・京大機械翻訳】

Ni₃(PO₄)₂ Cocatalyst-Supported β-Ga₂O₃/GaN Photoanodes for Highly Stable Solar Water Splitting

著者 (7件)： Arunachalam Maheswari (Department of Chemistry Education and Optoelectronic Convergence Research Center, Chonnam National University, Republic of Korea) ,  Subhash Kanase Rohini (Department of Interdisciplinary Program for Photonic Engineering, Chonnam National University, Republic of Korea) ,  Ahn Kwang-Soon (School of Chemical Engineering, Yeungnam University, Republic of Korea) ,  Kim Chung Soo (Testing Analysis Center, Korea Institute of Ceramic Engineering and Technology, Republic of Korea) ,  Ha Jun-Seok (School of Chemical Engineering and Optoelectronics Convergence Research Center, Chonnam National University, Republic of Korea) ,  Ryu Sang-Wan (Department of Physics and Optoelectronics Convergence Research Center, Chonnam National University, Republic of Korea) ,  Kang Soon Hyung (Department of Chemistry Education and Optoelectronic Convergence Research Center, Chonnam National University, Republic of Korea)
資料名： ACS Applied Energy Materials  (ACS Applied Energy Materials)
巻： 5  号： 2  ページ： 2169-2183  発行年： 2022年 
JST資料番号： W5032A  ISSN： 2574-0962  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本論文では,光電気化学(PEC)水分解用の光アノードとして用いる化学表面修飾窒化ガリウム(GaN)膜を研究した。ここでは,多孔質GaNを簡単な化学エッチングプロセス(β-Ga_2O_3/GaN-10s,β-Ga_2O_3/GaN-30s,およびβ-Ga_2O_3/GaN-1min)により調製し,次に600°Cで大気雰囲気中でアニールし,GaN表面に結晶単斜晶β-Ga_2O_3酸化物を導入した。X線光電子分光法と集束イオンビーム高分解能透過電顕研究は,化学的に堅牢なGa-O結合ならびに15nmの厚さを有する高結晶性β-Ga_2O_3の形成を確認した。特に,15nm厚のβ-Ga_2O_3集積GaN光電極は,約1.2V_RHEの大きな光電圧を提供し,効率的な電荷分離のための拡張バンド曲がりをもたらし,効率的なPEC水の酸化をもたらした。この現象は表面状態の電荷再結合を低減し,元のGaN膜の化学腐食から半導体を保護した。予期したように,設計したβ-Ga_2O_3/GaN-30s光アノードは,安定作動条件下で1.2mA/cm2の優れた光電流密度(J_ph)を示し,これは0.5MのNaOHアルカリ溶液中で,それぞれ,裸のGaN,β-Ga_2O_3/GaN-10s,およびβ-Ga_2O_3/GaN-1minの0.95,0.99,および0.86mA/cm2よりも,安定作動条件下で,1.2mA/cm2という優れた光電流密度(J_ph)を示した。”その値は,それぞれ,裸のGaN,β-Ga_2O_3/GaN-10 s,および,β-Ga_2O_3/GaN-1分よりも,それぞれ,最大25,21,および34%であった。」ことを明らかにした.。また,その優れた光電流密度(J_ph)は,それぞれ,1.2mA・cm-2であった,というのは0.5M NaOHのアルカリ溶液中で,それぞれ,0.95,0.99,および0.86mA/cm2であった。さらに,リン酸ニッケル(Ni-Pi)電極触媒を簡単な光電着法によりβ-Ga_2O_3/GaN-30s光アノード膜上に支持し,0V_RHEで1.4mA・cm-2のJ_phを明らかにした。Ni-Pi/β-Ga_2O_3/GaN光アノード系の優れた性能は,不動態化や表面速度などの反応速度パラメータの調節による非常に安定な水分解の可能性を明確に実証した。Copyright 2022 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 電圧 ,  半導体 ,  腐食 ,  酸化物 ,  不動態化 ,  *分解反応 ,  *電流密度 ,  電極触媒 ,  単斜晶系 ,  窒化ガリウム ,  光電極 ,  ロバスト性 ,  電荷分離 ,  *アノード
準シソーラス用語： アルカリ溶液 ,  *水分解 ,  *光アノード , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (6件)： 光アノード ,  光電気化学的水酸化 ,  表面不動態化 ,  GaN ,  β-Ga_2O_3 ,  Ni-Pi共触媒

分類 (1件)： 光化学一般  (CB08010U)

タイトルに関連する用語 (6件)： 太陽光 ,  水分解 ,  共触媒 ,  担持 ,  GaN ,  光アノード