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2017年6月 2日 (金)

世界初!水から水素を高効率で生成できる光触媒を開発

2017年5月29日
大阪大学研究情報
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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成果のポイント
 
・黒リン、金ナノ粒子、チタン酸ランタン
 の3つの材料からなる
 可視光・近赤外光応答型光触媒を開発、
 水から水素の高効率生成に成功
 
・これまで光触媒に可視光・近赤外光を
 利用することは困難だったが、
 黒リンを使用することで
 太陽光広帯域利用が可能になる
 
・水素社会において根幹となる、
 太陽光による水素製造の実現へと
 つながる
 
 
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概要
 
 大阪大学産業科学研究所の真嶋哲朗教授
らの研究グループは、黒リンを用いた
光触媒※1 を開発し、この光触媒を
使用すると可視光・近赤外光※2 の
照射によっても、水から水素生成が
効率よく起こることを世界で初めて
見出しました。
 
 従来の光触媒では、太陽光の3-4%
にすぎない紫外光を利用するため、
水から水素への太陽光エネルギー
変換効率※3 は低いという問題が
ありました。
 
 今回、真嶋教授らの研究グループは、
紫外・可視光のみならず近赤外光にも強い
吸収をもつ層状の黒リン※4 と、
層状のチタン酸ランタン(La2Ti2O7)※5
を数層からなる超薄膜とし、
これらと数ナノメートルのサイズの
可視光にも吸収をもつ金ナノ粒子※6 との
三成分からなる複合体を合成しました
(図1) 。
 
 この複合体において、黒リンが
可視光・近赤外光に応答する光増感剤※7
として働き、また、金ナノ粒子が
可視光に応答する光増感剤として働き、
励起電子がチタン酸ランタンに移動し、
プロトンの還元により水からの
水素生成が効率よく起こることを
世界で初めて明らかにしました。
 
 新しく開発した黒リン、金ナノ粒子、
チタン酸ランタンの複合体を
光触媒として使用することによって、
太陽光からの広帯域波長光※8 を
利用して、水からの水素製造が
可能になりました。
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 良さそうですが、変換効率はどの位に
なったのでしょう?
 
 
 
>本研究成果により、次世代エネルギー
>として検討されている、
>水素を基本とするエネルギー社会
>(水素社会)において、
>その根幹となる、太陽光による
>水素製造の実現へつながること、
>同時に環境問題の解決にも
>大きく貢献することが期待されます。
 
 
 期待はしたいと思いますが、
どの位期待出来るのかな?
 
 水素社会はやってくるのかな?

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