FUJITSU 人工光合成における新技術開発

太陽光の生成エネルギー量の向上が見えてきました。2倍・50倍・100倍

　

下記内容は株式会社富士通研究所様ホームページからの引用です。

人工光合成における太陽光のエネルギー変換反応を高効率化する新しい材料技術を開発

開発した技術

1. 利用可能な太陽光波長域の拡大

   光励起材料の原料粉末を、成膜後に原子レベルのひずみを持つ結晶構造となるような組成にすることで、本技術適用前と比べて太陽光のエネルギーを吸収できる最大波長を490 nmから630 nmへと広げ、利用可能な光の量を2倍以上に向上させることに成功しました（図1）。

   

1. 高い電子伝導特性

   形成された薄膜は、ミクロ・マクロな欠陥がないため結晶性が良く、材料中の粒子間の電子伝達特性に優れた緻密な構造となっています（図2）。これにより太陽光で励起された電子を効率的に電極に伝えることが可能となります。

   
   図2 高い電子電動特性を持つ薄膜形成プロセス技術

2. 水との大きな反応表面積を確保するナノサイズの粒子で構成された構造体

   薄膜の表面構造は、材料と水との反応表面積が大きく、また、材料結晶中の電子密度の高い結晶面が膜表面に規則的に形成されています。その結果、水と光の相互反応を大幅に促進させることに成功しました（図3）。

3. 

効果

今回開発した技術により、光励起材料をそのまま用いる場合と比べて、太陽光の中で利用可能な光の量が2倍以上に広がり、さらに、材料と水との反応表面積を50倍以上に拡大することに成功しました。これにより、電子および酸素の発生効率を100倍以上に向上できることを確認しました。

　無限に広がる太陽光の再生エネルギーは、限られたエネルギー(ｶﾞｽ･石油など)とは違い、地球を傷つけないで利用できるエネルギーです。

現在の太陽光発電よりも効率の良い技術開発が行われ、実用化が進めば住宅や車などへの採用がとても楽しみです。

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