[发明专利]水分解用光催化剂、电极及水分解装置

说明书

本发明的课题为提供一种能够形成耐久性及可见光响应性优异且气体生成量优异的水分解装置的水分解用光催化剂及具有该水分解用光催化剂的水分解装置。本发明的水分解用光催化剂用于在浸渍于水中的状态下通过照射光而产生气体的电极，该水分解用光催化剂包含由式(Ln)₂CuO₄表示的化合物。上述式中，Ln表示镧系元素，Ln的一部分任选地被周期表第2族至第4族的元素所取代。

技术领域

本发明为涉及一种水分解用光催化剂、电极及水分解装置。

背景技术

近年来，从削减二氧化碳排放、能源清洁的观点出发，利用太阳能，通过光催化剂分解水而制造氢及氧的技术受到瞩目。

作为这种水分解用光催化剂，专利文献1中公开有氮氧化物(oxynitride)、氮化物(nitride)、硫氧化物(oxysulfide)及硫化物(sulfide)等(技术方案1等)。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-223629号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

近年来，要求提高水分解用光催化剂的耐久性。然而，在将如上述专利文献1中所记载的氮化物等用作水分解用光催化剂的材料时，与将氧化物用作水分解用光催化剂的材料时相比，存在将水分解光催化剂电极适用于光催化剂电极时的气体生成量随时间减少的问题(耐久性的降低)。

因此，从水分解用光催化剂的耐久性的观点考虑，可考虑将氧化物用作水分解用光催化剂。然而，已被研究用作水分解用光催化剂的以往的氧化物的带隙宽，因此可见光响应性差，结果有时会存在如下问题：通过长时间驱动使用该水分解用光催化剂而获得的水分解装置而生成的气体的总量变得不充分(气体生成量的减少)。

因此，本发明的课题在于提供一种能够形成耐久性及可见光响应性优异且气体生成量优异的水分解装置的水分解用光催化剂及具有该水分解用光催化剂的水分解装置。

用于解决技术课题的手段

本发明人针对上述课题进行了深入研究的结果，发现若使用特定的组成的氧化物作为水分解用光催化剂，就能够形成耐久性及可见光响应性优异且气体生成量优异的水分解装置，以至完成了本发明。

即，本发明人发现了能够通过以下结构解决上述问题。

[1]

一种水分解用光催化剂，其用于在浸渍于水中的状态下通过照射光而产生气体的电极，

该水分解用光催化剂包含由后述式(1)表示的化合物。

后述式(1)中，Ln表示镧系元素，Ln的一部分可以被周期表第2族至第4族的元素所取代。

[2]

如[1]所述的水分解用光催化剂，其还包含助催化剂。

[3]

如[1]或[2]所述的水分解用光催化剂，其中，

由后述式(1)表示的化合物为由后述式(2)表示的化合物。

后述式(2)中，Ln表示镧系元素，A表示周期表第2族至第4族的元素，n表示0～1的数值。

[4]

如[1]至[3]中任一项所述的水分解用光催化剂，其中，

后述式(1)中，Ln为La或Nd。

[5]

如[4]所述的水分解用光催化剂，其中，