人工光合成の効率アップ

2012-04-15 :  理科部 部活
テーマ:物理、化学、C言語、大学野球、Safari、薬事法、医薬品、電波法、石油業界、e-radio、福原忍、カルシウム。
本文の前に、
-・・・ -・-
blogramのランクインカテゴリについて、
昨日はその後の観察で、
若干のスコア変動はあるものの、ランクの変動は無かった。
ランクの数、13、11、5、1、0、 0、0、0、0、0(47)の、
換算ポイント、252pt で、昨日は確定した。
今朝になって、
「IT関連」がスコア・アップで1位に復帰。
更には「C言語」がスコア・アップで3位から一気に1位に戻った。(1日で戻った)
なので、ランクの数は、15、10、4、1、0、 0、0、0、0、0(47)となり、
換算ポイントは、258pt となった。
・-・ - -・

さて、本文。

1ヶ月前(2012/03/14付)になるが、「マイナビニュース」の「エンタープライズ」に、
産総研、酸化物半導体光電極による人工光合成の効率を従来の約2倍にアップ
があった。
かなり長文なので、一部を引用させて頂く。


  産業技術総合研究所(産総研)は3月12日、酸化物「半導体光電極」を用いた
  水分解による水素製造に関して「積層光電極」を開発し(画像1)、
  炭酸塩電解液中でこの光電極を重ねて用いることで、太陽エネルギーを
  水素エネルギーに変換する反応について、従来の酸化物光電極の約2倍
  となる1.35%の太陽エネルギー変換効率(入射した太陽エネルギーに対して、
  変換して利用できるエネルギーの割合を示したもの)を達成したと発表した。

    画像1。今回の酸化物半導体電極を用いた、
       太陽エネルギーを水素エネルギーに変換する反応の様子

  成果は、産総研エネルギー技術研究部門太陽光エネルギー変換グループの
  佐山和弘研究グループ長、斉藤里英産総研特別研究員らによるもの。
  詳細な研究内容は、3月13~15日に筑波大学で開催の
  「第7回新エネルギー技術シンポジウム」において、14日に発表される予定だ。

  二酸化炭素の排出を抑えて化石資源に依存しない持続可能な社会を構築するためには、
  再生可能エネルギーの有効利用が不可欠である。
  特に再生可能エネルギーの中でも最も膨大である太陽エネルギーの利用は重要だが、
  その利用技術は限定されている状況だ(画像2)。
  現状では、太陽光発電、太陽熱、バイオマスに続く第4の技術として
  「人工光合成」、という具合である。

    画像2。さまざまな太陽エネルギー変換利用の技術マップ

  ちなみに人工光合成は、現在のところ広義としては、光合成の仕組みを理解して
  それを一部模倣することをいうが、各分野でさまざまな意味で使われているため、
  定義がまだ不明確だ。

  目的指向の定義としては、太陽エネルギーを用いて
  低エネルギー物質(水、炭酸ガス、窒素、Fe3+イオンなど)を
  高エネルギー物質(水素、炭化水素、アンモニア、Fe2+イオンなど)に
  変換して化学エネルギーとして蓄積する技術といえる。

  ・・・・・

  今回、3種類の半導体を積層した構造の酸化物光電極を作製し、
  高濃度の炭酸塩電解液を用いて水分解による水素製造が行われた。画像5が、
  今回作製した積層光電極の写真と電子顕微鏡写真だ。

    画像5。積層光電極の写真(左)、電子顕微鏡写真(右)

  この光電極は導電性ガラスを基板として、1層目に酸化タングステン(WO3)、
  2層目に酸化スズ(SnO2)、3層目にバナジン酸ビスマス(BiVO4)となるように
  積層してある。

  それぞれの層に対応した金属イオンを含む溶液を「スピンコート法」
  (溶液を基板上に滴下し、その基板を高速回転させることで溶媒を除去し、
  薄膜を形成させる方法)で塗布し、焼成して成膜。この成膜法を用いることで、
  多孔質の薄膜が作製される仕組みだ。

  BiVO4側(3層目)から光を照射すると、BiVO4が520nmまでの可視光を
  主に吸収する一方で、1層目のWO3は効率的な電子移動を担い、
  その間のSnO2は界面での電荷再結合のロスを低減すると考えられている。

  ・・・・・


オ ソ マ ツ で し た。   <(_ _)>


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