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2017年5月30日

「太陽光と水から水素を効率的に製造することができれば、現在の化石燃料社会から水素をエネルギー源とする水素社会への移行が現実のものとなる――」

大阪大学産業科学研究所の真嶋哲朗氏らの研究グループは2017年5月、黒リンを用いた光触媒を開発し、この光触媒を使用すると可視光・近赤外光の照射でも、水から水素生成が効率よく起こることを見いだしたと発表した。「世界初」という。

従来の光触媒は太陽光に3～4％しか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は低いという課題があった。

同研究グループは、紫外・可視光だけでなく近赤外光にも強い吸収をもつ層状の黒リンと、層状のチタン酸ランタン数層からなる超薄膜とした。これらと数ナノメートルサイズの可視光にも吸収をもつ金ナノ粒子との三成分からなる複合体を合成した。

この複合体では、黒リンが可視光・近赤外光に応答する光増感剤として働き、金ナノ粒子が可視光に応答する光増感剤として働く。そして励起電子がチタン酸ランタンに移動し、プロトンの還元で水からの水素生成が効率よく起こることを明らかにした。

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