山形大学研究発表

光触媒による水の分解から水素製造の原理

光触媒による水の分解から水素製造

光触媒による水の分解からの水素製造は太陽エネルギーの直接化学エネルギーに変換する反応であり、最もクリーンな水素製造技術となる可能性を秘めています。光触媒による水素製造の原理は図に示します。水の中に分散した光触媒に光を当てると励起電子と正孔が形成されます。正孔は水と反応し酸素、励起電子は水素イオンを還元し水素ガスを形成します。しかし、光触媒の低い太陽光吸収率及び励起電子・正孔の速やかな再結合でエネルギー変換効率が低くなってしまうと問題があります。我々の研究室では光触媒のエネルギー変換効率の向上の為にナノテクノロジーを応用しています。ナノテクノロジーは、物質をナノメートルの領域において、自在に制御する技術のことであり現在最も活発な科学技術研究分野の一つになっています。我々は太陽光をより効果的に利用するために新しいブレークスルー技術としてナノテクノロジー分野で活躍しています。今回はナノテクノロジーを利用して硫化ナトリウム(CdS)光触媒による水素製造の増大について紹介します。