| 概要 | 両極への紫外可視光照射に応答して、燃料の水がTiO2で光酸化され、高分子電解質膜を隔てたAg–TiO2でO2が光還元される光燃料電池の技術移転を目指した研究開発を行った。電流–電圧特性より開放電圧1.59 V, 11 microW/cm2の最大出力を得たが、直列抵抗35 kΩ cm2を下げる必要性が明らかになった。TiO2とAgナノ粒子間のSchottky障壁で整流されたが、n-TiO2とp-BiOClを両極に組み合わせ、電荷移動効率を高めたところ、開放電圧1.76 V, 最大出力16 microW/cm2まで改良された。電極基板および光触媒の粒径を変えた実験より、光触媒粒子間の接触効率が直列抵抗に大きく効いていることが示唆された。アノードの伝導帯とカソードの価電子帯の電位差に基づき起電力が得られることを、セル内での反応についての速度論モデルで説明した。さらに、アノードで光生成したO2がカソードに内部循環して水へ再光還元されることも示した。
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