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PHOTOPHYSICOCHEMICAL CELL meetings

Foreign code F070001580
File No. F070001580
Posted date May 11, 2007
Country WIPO
International application number 2006JP305185
International publication number WO 2006/095916
Date of international filing Mar 9, 2006
Date of international publication Sep 14, 2006
Priority data
  • P2005-067183 (Mar 10, 2005) JP
Title PHOTOPHYSICOCHEMICAL CELL meetings
Abstract This invention provides a photophysicochemical cell in which a photoanode electrode formedof a porous conductor, or an n-type visible region semiconductor which is highin carrier density, is inserted into a liquid phase medium of a fuel such as a redoxliquid and an electrode formed of a conductive material capable of reducing oxygenis further inserted as a counter cathode electrode. When light is applied to thephotoanode electrode in such a state that oxygen is also present in the liquid phasemedium, the fuel is oxidatively photodecomposed on the anode electrode withoutapplying any auxiliary external voltage while photocurrent is generated bya reduction of oxygen on the counter electrode. According to the photophysicochemical cell,a wide variety of compounds ranging from, of course, alcohols such as methanol, urea,ammonia, agarose, glucose, and amino acids to biomass such as cellulose can bedecomposed as fuel to generate photocurrent.
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】酸化還元性液体又は酸化還元性化合物の溶液からなる液相媒体中に、光アノード電極を挿入し、さらに対極カソード電極として酸素を還元できる電導性材料からなる電極を挿入し、当該液相媒体内に酸素を共存させて当該光アノード電極に光を照射することにより、当該アノード電極上で前記酸化還元性液体又は酸化還元性化合物を酸化的に光分解すると共に、当該対極上で酸素を還元することにより、光電流を生ぜしめる光電流発生方法であって、当該光アノード電極として、(a)紫外域における多孔質電導体からなる電極を用いるか、または、(b)キャリヤ密度が1013cm-3以上、及び/または電導率が10-5Scm-1以上のn型可視域半導体からなる電極を用いることを特徴とする前記光電流発生方法。

【請求項2】前記光アノード電極として、その表面に水の酸化触媒を修飾した電極を用いるか、及び/又は前記酸化還元性液体又は酸化還元性化合物の溶液からなる液相媒体中に、水の酸化触媒を共存させて光電流を生ぜしめる請求項1に記載の方法。

【請求項3】前記対極カソード電極として、その表面に酸素の還元触媒を修飾した対極を用いるか、及び/又は前記酸化還元性液体又は酸化還元性化合物の溶液からなる液相媒体中に、酸素の還元触媒を共存させて光電流を生ぜしめる請求項1又は2に記載の方法。

【請求項4】前記光アノード電極に色素増感剤を吸着させるか、及び/又は前記酸化還元性液体又は酸化還元性化合物の溶液からなる液相媒体中に色素増感剤を共存させて光電流を生ぜしめる請求項1~3のいずれかに記載の方法。

【請求項5】前記酸化還元性液体として、水を用いて光電流を生ぜしめる請求項1~4のいずれかに記載の方法。

【請求項6】前記酸化還元性液体として、アンモニア水を用いて光電流を生ぜしめる請求項1~4のいずれかに記載の方法。

【請求項7】前記酸化還元性液体として、バイオマスまたはその誘導体の溶液を用いて光電流を生ぜしめる請求項1~4のいずれかに記載の方法。

【請求項8】前記光アノード電極である多孔質電導体として、多孔質二酸化チタンを用いて光電流を生ぜしめる請求項1~7のいずれかに記載の方法。

【請求項9】前記光アノード電極であるn型可視域半導体として、ガリウムヒ素n型半導体を用いて光電流を生ぜしめる請求項1~7のいずれかに記載の方法。

【請求項10】酸化還元性液体又は酸化還元性化合物の溶液からなる液相媒体中に、光アノード電極を挿入し、さらに対極カソード電極として酸素を還元できる電導性材料からなる電極を挿入し、当該アノード電極と対極カソード電極を外部導線で接続して外部回路を形成してなる電池であって、当該液相媒体内に酸素を共存させて当該アノード電極に光を照射することにより、前記アノード電極上で前記酸化還元性液体又は酸化還元性化合物を酸化的に光分解すると共に当該対極カソード上で酸素を還元することにより、当該外部回路に光電流を生ぜしめる光物理化学電池において、当該光アノード電極として、(a)紫外域における多孔質電導体からなる電極を用いるか、または、(b)キャリヤ密度が1013cm-3以上、及び/又は電導率が10-5Scm-1以上のn型可視域半導体からなる電極を用いることを特徴とする前記光物理化学電池。

【請求項11】前記光アノード電極として、その表面に水の酸化触媒を修飾した電極を用いるか、及び/又は前記酸化還元性液体又は酸化還元性化合物の溶液からなる液相媒体中に、水の酸化触媒を共存させて光電流を生ぜしめる請求項10に記載の光物理化学電池。

【請求項12】前記対極カソード電極として、その表面に酸素の還元触媒を修飾した対極を用いるか、及び/又は前記酸化還元性液体又は酸化還元性化合物の溶液からなる液相媒体中に、酸素の還元触媒を共存させて光電流を生ぜしめる請求項10又は11に記載の光物理化学的電池。

【請求項13】前記光アノード電極に色素増感剤を吸着させるか、及び/又は前記酸化還元性液体又は酸化還元性化合物の溶液からなる液相媒体中に色素増感剤を共存させて光電流を生ぜしめる請求項10~12のいずれかに記載の光物理化学的電池。

【請求項14】前記酸化還元性液体として、水を用いて光電流を生ぜしめる請求項10~13のいずれかに記載の光物理化学電池。

【請求項15】前記酸化還元性液体として、アンモニア水を用いて光電流を生ぜしめる請求項10~13のいずれかに記載の光物理化学電池。

【請求項16】前記酸化還元性液体として、バイオマスまたはその誘導体の溶液を用いて光電流を生ぜしめる請求項10~13のいずれかに記載の光物理化学電池。

【請求項17】前記光アノード電極である多孔質電導体として、多孔質二酸化チタンを用いて光電流を生ぜしめる請求項10~16のいずれかに記載の光物理化学電池。

【請求項18】前記光アノード電極であるn型可視域半導体として、ガリウムヒ素n型半導体を用いて光電流を生ぜしめる請求項10~16のいずれかに記載の光物理化学電池。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • Ibaraki University
  • Inventor
  • Kaneko, Masao
IPC(International Patent Classification)
Specified countries AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BE BF BG BJ BR BW BY BZ CA CF CG CH CI CM CN CO CR CU CY CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI FR GA GB GD GE GH GM GN GQ GR GW HR HU ID IE IL IN IS IT JP KE KG KM KN KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MC MD MG MK ML MN MR MW MX MZ NA NE NG NI NL NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SI SK SL SM SN SY SZ TD TG TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW
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