太陽光のみで二酸化炭素と水から有機物を生成する人工光合成システムを開発(パナソニック)

パナソニックが、世界最高の太陽エネルギー変換効率で、太陽光のみで二酸化炭素と水から有機物を生成する人工光合成システムを開発したと発表。バイオマスで使用される植物と同程度の効率を実現しており、植物に代わって、これまで不要なものとして排出されていた二酸化炭素を原料として、有用な有機物(化学原料、燃料など)を生成することが可能だという。
 
 
これまでは、太陽光から二酸化炭素が反応するエネルギーを得るために、異なる材料の光電極を複数組み合わせて使用しなければならず、構造が複雑であった。また、二酸化炭素の反応には特殊な錯体が使われているものの、一般的に照射光の強度を増やしても反応電流量が追随せず、太陽光の強度を十分に利用できないという課題があった。
 
 
これに対し今回のシステムでは、LED照明などに使われている窒化物半導体で、電荷を二酸化炭素の反応に必要なエネルギー状態まで高めることができることを初めて見出し、さらに、半導体プロセスを駆使して薄膜を積層した電荷分離構造を設けることで、高い変換効率を実現。
 
 
また、窒化物半導体で生成した高エネルギーの電荷の移動を妨げないよう、有機物を生成する電極に金属触媒を利用。全て無機材料で構成される電極により、二酸化炭素の反応速度を高めることに成功、さらに、金属触媒の材料を設計することにより、生成する有機物の種類を変えることも可能だという。
 
 

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