世界初！水から水素を高効率で生成できる光触媒を開発

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。

---------------------------------------

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

-----

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。

---------------------------------------

　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？