光合成由来の電解液添加剤によるTiO_2/MnO_2 複合電極の光電気化学キャパシタ特性の改善

摘要

太陽光エネルギーを単一のデバイスにおいて電力に変換し，貯蔵できれば極めて意義深い．しかしながら，太陽光発電による低い起電力では二次電池の充放電反応はほとhど起こらない．光電気化学キャパシタは，低い充電電圧でも動作可能な電気化学キャパシタに対し光電変換の機能を付与した，新しいデバイスである．これまでに当グループはTiO_2 を光電変換材料として，また，MnO_2 をNa~+吸着材料として選択し，これらを一体化させた電極において光照射による充放電反応が起こることを見出してきた．また，高結晶性のTiO_2 を用いると，電子－正孔の再結合が抑えられ電子の蓄積が促進されるため，Na+吸着の駆動力となる光起電力が増大し，MnO_2 へのNa~+吸着量が増えることを確認してきた．本研究では，植物の光合成で利用される電子伝達物質を電解液に添加することで，TiO_2 中の正孔の消費と電子の蓄積をさらに促し，光電気化学キャパシタ特性が改善されるかを調べた．