科学と技術

太陽光だけをエネルギーに水から水素を分離できるナノサイズのワイヤーツリーの開発に成功


水素は燃やしても有毒なガスを出すことがなくクリーンな燃料として注目されています。しかし水を電気分解して水素を得る方法では結局化石燃料を使うことになるため、クリーンさが一段下がってしまいます。しかし、今回実験に成功した特殊な形状の触媒によって、飛躍的に効率が高まる可能性が出てきました。


チタンや亜鉛の酸化物に光をあてることで様々な反応を発生させる「光触媒」を使って水を電気分解をする方法は既にありますが、平面の薄膜を使う方法では効率の面で問題がありました。

カリフォルニア大学サンディエゴ校で成功した方法では、薄膜の代わりに3D状の枝を持ったワイヤアレイを使用。これによって、薄膜と比べた表面積について40万倍という触媒を作ることに成功しました。

左の薄膜と比べ、右側のワイヤアレイではより効率よく光子を吸収できるようになります。このワイヤアレイを水に沈めて太陽光を当てると、水素が少しずつ分離されて出てくるという仕組み。

研究チームは今後、不安定な酸化亜鉛に代わる材料を探すとともにさらに高機能化を推し進め、将来は植物の光合成のように二酸化炭素を吸収・固定できるようにしたいとのこと。人間が唯一無尽蔵に使えるエネルギーは太陽だけ。文字通りの自然の恵みをうまく利用したいものですね。

ソース:Nanotrees Harvest the Sun’s Energy to Turn Water into Hydrogen Fuel

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