人工的に光合成を促進する高効率な光触媒を開発

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米テキサス州のライス大学化学工学部Kenton Whitmire教授のチームは、ヒューストン大学と共同で、高効率な人工光合成触媒の製造方法を発見した。

クリーンな再生可能エネルギー源として、水素を利用する技術が実用化されているが、水素の製造方法として研究されている手段のひとつが、太陽光下で水を水素と酸素に分解する人工光合成だ。水素と酸素が2対1の理論値で発生すれば、植物による光合成の初期段階で行われるような水の完全分解が実現できることになる。

ライス大学の研究チームは、鉄、マンガン、リンを分解時に触媒を生成する前駆体に組み込み、独自に開発した化学気相成長(CVD)炉内で加熱、高温となった酸化チタンナノロッドの配列上に触れさせて分解させ、その表面を異種金属リン化物であるFeMnPのフィルムでコーティングした。

このようにして生成された活性触媒のフィルムと、光励起下でn型半導体として機能する酸化チタンのナノロッドで形成された光アノードは、高表面積をもつハイブリッド電極として光電界酸化還元反応を安定的に起こし、1平方センチあたり10mAの電流密度に達したという。

研究チームは、今回の製造法で得られる「人工光合成物質」は、太陽光下で水を水素と酸素に理論値レベルで分解するポテンシャルを備えたものだとしている。

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Artificial photosynthesis steps into the light

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