JP2013049891A5 - - Google Patents

Claims (5)

1. 水素生成装置を用いて水素を生成する方法であって、以下の工程を具備する：
   以下を具備する水素生成装置を用意する工程（ａ）、
   陰極室（３０２）、
   陽極室（３０５）、および
   固体電解質膜（３０６）、ここで
   前記陰極室（３０２）はカソード電極（３０１）を具備し、
   前記カソード電極（３０１）は白金を主成分とする材料で構成され、
   前記陽極室（３０５）はアノード電極（３０４）を具備し、
   前記アノード電極（３０４）は光照射によって機能する光化学電極であって、
   前記アノード電極はアンドープの窒化アルミニウムガリウム層（組成式：Ａｌ _ｘ Ｇａ _１−ｘ Ｎ（０＜ｘ≦１）と不純物元素が添加されたｎ形窒化ガリウム層（組成式：ＧａＮ）を積層した窒化物半導体からなる領域を具備し、さらに
   前記アノード電極を構成する窒化アルミニウムガリウム層表面の少なくとも一部を、少なくともニッケルを主成分とする金属微粒子あるいは金属酸化物微粒子で被覆した構成であり、
   前記陰極室（３０２）の内部には第１電解液（３０７）が保持され、
   前記陽極室（３０５）の内部には第２電解液（３０８）が保持され、
   前記カソード電極（３０１）は前記第１電解液（３０７）に接しており、
   前記アノード電極（３０４）は前記第２電解液（３０８）に接しており、
   前記固体電解質膜（３０６）は前記陰極室（３０２）および前記陽極室（３０５）との間に挟まれ、
   前記カソード電極（３０１）は前記アノード電極（３０４）と導線（３１１）を介して、電気的に接続されており、ここで、カソード電極（３０１）とアノード電極（３０４）との間には、外部電源が含まれておらず、
   前記陽極室（３０５）内に配置されたアノード電極（３０４）に、少なくとも３５０ナノメートル以下の波長を有する光を照射して、前記第２電解液（３０８）に含まれる水を酸化すると共に、電気的に接続された前記カソード電極（３０１）の作用により、前記第
   １電解液（３０７）に含有されている水を還元して水素を生成する工程（ｂ）。
2. 請求項１に記載の方法であって、
   前記アノード電極を構成する窒化アルミニウムガリウム層の組成（組成式：Ａｌ _ｘ Ｇａ _１−ｘ Ｎ（０＜ｘ≦１））が０＜ｘ≦０．２５の範囲である。
3. 請求項１に記載の方法であって、
   前記第１電解液は炭酸水素カリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、塩化カリウム水溶液、硫酸カリウム水溶液、またはリン酸カリウム水溶液である。
4. 請求項１に記載の方法であって、
   前記第２電解液は水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カリウム水溶液である。
5. 請求項１に記載の方法であって、
   前記工程（ｂ）において、前記水素生成装置は室温かつ大気圧下におかれる。