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【本学研究者情报】

〇环境科学研究科　教授　川田达也
环境科学研究科　助教　山口実奈

【発表のポイント】

• 固体电解质^（注1）である骋诲添加颁别翱_2-δと笔迟の界面に紫外线を照射すると、300-400?颁の加热下で电圧が発生することを観测しました。
• この高温での光電圧は、紫外線照射によって生じる酸素の取り込み（酸素不定比の変化） が寄与することを解明しました。
• この発见により、高温で作动する新しいタイプの光电気化学デバイスの创出が期待されます。

【概要】

近年、再生可能エネルギーの有効利用に向けて、光を使って化学反応や発电を行う光电気化学デバイスが注目されています。従来の光电気化学デバイスは室温付近での利用に限られ、高温での研究はまだ数少なく、未解明な点が多く残されていました。

东北大学大学院环境科学研究科の川田達也教授、倉田真樹大学院生（在籍当時）、山口実奈助教らの研究グループは、固体电解质として知られるガドリニウム添加セリア（CGO）^（注2）と白金の界面に紫外线を照射し、300-400?颁の高温环境で电圧が発生することを明らかにしました。紫外线照射により颁骋翱に酸素が取り込まれ、それによって颁骋翱表面での酸素のエネルギー（化学ポテンシャル）が増大することが电圧発生に寄与していることを、世界で初めて実験的に确认しました。このような光による固体中酸素のエネルギーの制御は、従来の太阳电池とは异なる新原理に基づいて光から电気?化学エネルギーへの変换を可能にする高温光电気化学デバイスの开発につながると期待されます。

本研究成果は2025年10月17日に学術誌 Advanced Optical Materials に掲載されました。

図1. （左）開回路電圧試験に用いたCGOの模式図と（右）UV照射時/非照射時の開回路電圧の時間変化。

【用语解説】

注1.固体电解质：イオンの拡散によって電気伝導が生じる固体。材料中で電荷を運ぶ担体は、電子?正孔などの電子性キャリアと、Li^＋／狈补^＋／翱?^-などのイオン性キャリアに大別されるが、固体电解质では電流の大部分をイオンが担う。電子伝導は極めて小さいことが望ましい。

注2.ガドリニウム添加セリア（Gd-doped CeO_2-δ, 颁骋翱）：酸化物イオン（翱^2-）伝導性を示す材料。酸化雰囲気では主要な電荷キャリアが酸素空孔で電子やホールによる伝導をほとんど無視できるため固体电解质として機能するが、還元雰囲気では電子伝導の寄与が大きくなりO^2-と電子の混合導電体となる。室温でのバンドギャップは2-3.4 eV程度であり、本研究で用いているLED光源（中心波長365nm）を吸収する。

【论文情报】

タイトル：Origin of Ultraviolet-Induced High-Temperature Photovoltaic Response at Pt/Gd-Doped CeO2 Interface
著者： Mina Yamaguchi*, Masaki Kurata, Yuki Morita, Ryosuke Iwata, Shogo Fuwa, Akihiro Ishii, Hitoshi Takamura, Keiji Yashiro, Tatsuya Kawada
*責任著者：東北大学大学院环境科学研究科　助教　山口実奈
掲載誌：Advanced Optical Materials
顿翱滨：

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学大学院环境科学研究科
助教　山口実奈
TEL: 022-795-6976
Email: mina.yamaguchi.e3*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
东北大学大学院环境科学研究科
情报広报室
TEL: 022-752-2241
Email: kankyo.koho*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）