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ガス発生装置、及びガス発生方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P110002889
整理番号 E050P02
掲載日 2011年6月8日
出願番号 特願2001-215952
公開番号 特開2003-024764
登録番号 特許第3730142号
出願日 平成13年7月16日(2001.7.16)
公開日 平成15年1月28日(2003.1.28)
登録日 平成17年10月14日(2005.10.14)
発明者
  • 大川 和宏
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 ガス発生装置、及びガス発生方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【目 的】本発明は、太陽あるいは人工光源からの光エネルギーを用い、溶液から水素ガスあるいは酸素ガス等のガスを公害等の虞の少ない手法で効率良く発生させることを目的としている。
【構 成】本発明は、互いに接続された金属極及び窒化物半導体極を有し、両電極が溶媒中に設置されて成るガス発生装置、及び、光エネルギーを窒化物半導体に吸収させ、その表面又は該窒化物半導体接続された金属表面において溶媒を分解させることから成る、ガス発生方法に係る。
従来技術、競合技術の概要


従来から、光エネルギーを利用して水素ガス等を発生し得る半導体として、例えば砒化ガリウム(GaAs)や燐化ガリウム(GaP)や硫化カドミウム(CdS)が試みられている。しかしながら、このような従来の半導体では、半導体が溶媒と反応して不安定であると共に、溶媒中に砒素(As)やカドミウム(Cd)等の毒物が溶け出す危険性が示されている(例えば、H. Gerischer, Journal of Vacuum Science and Technology Vol. 15, pp. 1422~1428 (1978))。

産業上の利用分野


本発明は、太陽光などの光のエネルギーを窒化物半導体に吸収させ、その表面あるいは接続された金属表面において溶媒を分解し、水素ガスや酸素ガス等の有用なガスを得る装置に関する。本発明は更に、光のエネルギーを窒化物半導体に吸収させ、その表面又は該窒化物半導体接続された金属表面において溶媒を分解させることを特徴とするガス発生方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】 互いに接続された金属極及び窒化物半導体極を有し、両電極が溶媒中に設置されて成るガス発生装置。
【請求項2】 窒化物半導体極として、インジウム(In)、ガリウム(Ga)及びアルミニウム(Al)から成る群から選択される一つ以上のIII族元素と窒素(N)から構成される窒化物半導体を用いた請求項1記載のガス発生装置。
【請求項3】 窒化物半導体極として、p型又はn型の窒化物半導体を用いた請求項1記載のガス発生装置。
【請求項4】 窒化物半導体極として、表面より順にp型窒化物半導体、n型窒化物半導体、p型窒化物半導体、及び基板を積層してなる構造を有する請求項1記載のガス発生装置。
【請求項5】 表面側にあるp型窒化物半導体のバンドギャップをn型窒化物半導体のバンドギャップよりも小さく設定した請求項4記載のガス発生装置。
【請求項6】 バンドギャップの差が0.05eV~1eVであることを特徴とする、請求項5記載のガス発生装置。
【請求項7】 窒化物半導体極として、表面より順にn型窒化物半導体、p型窒化物半導体、n型窒化物半導体、及び基板を積層してなる構造を有する請求項1記載のガス発生装置。
【請求項8】 表面側にあるn型窒化物半導体のバンドギャップをp型窒化物半導体のバンドギャップよりも小さく設定した請求項7記載のガス発生装置。
【請求項9】 バンドギャップの差が0.05eV~1eVであることを特徴とする、請求項8記載のガス発生装置。
【請求項10】 金属極が白金(Pt)、金(Au)、及びパラジウム(Pd)から成る群から選択される請求項1ないし9のいずれか一項に記載のガス発生装置。
【請求項11】 金属極及び窒化物半導体極を同一の溶媒中に設置されて成る請求項1ないし10のいずれか一項に記載のガス発生装置。
【請求項12】 金属極及び窒化物半導体極がそれぞれ別の溶媒中に設置されて成る請求項1ないし10のいずれか一項に記載のガス発生装置。
【請求項13】 金属極がアルカリ性水溶液中に設置され、窒化物半導体極が酸性水溶液中に設置されて成る、請求項1、2、3、4、5、6、10又は12のいずれか一項に記載のガス発生装置。
【請求項14】 金属極が酸性水溶液中に設置され、窒化物半導体極がアルカリ性水溶液中に設置されて成る、請求項1、2、3、7、8、9、10又は12のいずれか一項に記載のガス発生装置。
【請求項15】 光エネルギーを窒化物半導体に吸収させ、その表面又は該窒化物半導体に接続された金属の表面において溶媒を分解させることから成る、ガス発生方法。
【請求項16】 ガスが酸素、水素及び/又は窒素である、請求項15に記載のガス発生方法。
【請求項17】 6.2eVのバンドギャップに相当する紫外光から波長650nmの光までの範囲の光を使用する、請求項15又は16に記載のガス発生方法。
【請求項18】 請求項1ないし14のいずれか一項に記載のガス発生装置を使用する、請求項15、16又は17に記載のガス発生方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2001215952thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) ERATO 五神協同励起プロジェクト 領域
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