コップ一杯の水を注ぎ、それを見てください。この水には豊富な燃料源である水素が含まれています。水素はガソリンベースのエネルギー製品とは異なり、クリーンに燃焼します。本当であるにはあまりにも良い音?日本の科学者たちは、光と細心の注意を払って設計された触媒を使用して水を水素と酸素に分割することに成功し、損失や望ましくない副反応がほとんどないことを意味する最大効率でそうしました。太陽水素製造におけるこの最新のブレークスルーは、スケーラブルで経済的に実行可能な水素生産の可能性をより高いものにし、人類がクリーンエネルギーに切り替える道を開く。
光触媒と呼ばれる触媒と太陽光を用いた水分解は、何十年もの間、太陽水素製造を達成するための有望な方法であった。しかし、これまでのほとんどの試みでは、約50%未満の外部量子効率しか得られず、現実世界での使用のための効率的な触媒設計の難しさを表していました。触媒は、光源から吸収されたすべての光子が水素を作るために使用されるように、より良く設計される必要がありました。効率向上のカギは、助触媒の戦略的な配置と半導体の欠陥防止でした。
信州大学の高田剛らの高田剛教授らは、アルミニウムドープチタン酸ストロンチウムを光触媒として用い、その性質が広く研究され、最もよく理解されている。彼らは、水素用のロジウムと酸化クロム、酸素用のコバルト酸化物という助触媒を、所望の反応のみに従事するように微調整することによって選択する。この方法は、反応が再結合損失を有さないことを可能にした。
これらの新しい発見は、スケーラブルで経済的に実行可能なソーラー水素生産を達成するための扉を開きます。彼らの設計戦略は、ほぼ完璧な効率につながる欠陥を減らすことに成功し、得られた知識は可視光吸収の強い他の材料にも応用されます。この研究は紫外線の使用に焦点を当てており、太陽からの豊富な可視光線は未使用のままであったため、水素で車を走らせる前に、まだより多くの作業が必要です。しかし、この大きなブレークスルーにより、その可能性はもはや真実であるにはあまりにも良いものではなく、理論的には時間の問題です。うまくいけば、科学者、研究者、エンジニアがこの分野に従事することを奨励し、太陽水素発電の使用をはるかに近づけるでしょう。
