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| 報道年月日 |
2018/07/21 |
| 報道機関名 |
日本経済新聞 |
| 会員名 |
山口大学、大阪新薬（株） |
| タイトル |
光触媒、水素を効率生成 山ロ大や岡山大 有機色素を製品化 |
| 報道記録の内容 |
山口大学と岡山大学などのグループは、有機色素でカーボンナノチューブ(CNT)を染めた光触媒技術を開発、まず水素製造用の有機色素を製品化した。将来のエネルギー源として期待される水素を、二酸化炭素(CO2)を出さずに効率的に生成できる技術に道筋をつける開発だ。グループでは色素の改良を進め、3年内に水素生成用の光触媒として商品化を目指す。
太陽光と光触媒を利用した水分解による水素製造はCO2フリーのメリットがあるが、変換効率の低さが課題になっていた。これまでの光触媒は短波長の紫外線(400ナノ＝ナノは10億分の1＝メートル以下)を酸化チタンで吸収していたが、紫外線は太陽光エネルギーの3～5%しかない。
このため、太陽光のエネルギーの大半を占める長波長光のエネルギー収率を上げることが課題になっていた。例えば、波長が600ナノメートルだと16%まで、800ナノメートルに広げると32%までエネルギーを利用できる。
CNTは、赤色光～近赤外光(波長600～1300ナノメートル)に吸収帯を持つ光吸収材料であることが知られている。グループでは、従来の手法では捕捉しにくかった長波長の光を効果的に吸収するフェロセン系の有機色素を開発。これをCNTに内包させ、組み合わせることで高効率の触媒を実現できる仕組みを確立した。
実験では波長650ナノメートルの赤色光で、従来の120倍のエネルギー収率を実現。これまで1～5%程度だった500～550ナノメートルの波長でも8～9%以上の収率を確保した。
研究グループは山口大学大学院創成科学研究科の三宅秀明助教が色素開発、岡山大学大学院環境生命科学研究科の高口豊准教授、田鳴智之講師らがCNTの設計を担当。山口東京理科大学が協力し、色素の製品化は大阪新薬、(山口県山陽小野田市)が担当した。大阪新薬では2種の色素を商品化し、1グラム10万円以上で触媒向けの試薬として販売する。
CNT有機色素光触媒は溶剤に溶かして利用する。シートに塗布して使うこともできる。水に入れて太陽光に当てれば水素を発生する。「当面は色素の改良により、赤色光で10%以上の収率を目指す」(三宅助教)としている。
CNTがカバーできる波長の範囲までエネルギーを吸収できるようになれば、将来は太陽光から水素へのエネルギーの変換効率で50%以上を達成する技術革新も視野に入る。
国が目指す水素をエネルギー源とする「水素社会」の実現にあたっては、CO2を排出しない水素の製造法が不可欠とされている。現時点ではコストと生産効率で見合う手法が確立されておらず、カーボンナノチューブと有機色素を組み合わせた光触媒は、有望な技術の一つとして期待されている。 |
| 関連URL |
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