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太陽光を電気に変換することができる『人工葉』が発明される。

ライス大学の研究者は、水を分解して水素燃料を生成できる効率的で低コストな太陽光発電デバイスを発明しました。

ライス大学材料科学およびナノ工学科の準学部長であるジュン・ルーの研究所が開発したプラットフォームは、水を電気分解する触媒でできた電極とペロブスカイト太陽電池で構成されています。

太陽光が太陽電池にあたると、触媒に電力を供給するための電気が生成され、電気が水を酸素と水素に分解します。

このモジュールの最も有用な特徴は自己完結型であることです。太陽電池と電極を一つのモジュールにパッケージ化することで水中に落として太陽光を当てればそれ以上の手間を掛けることなく、長時間稼働させて、水素を生産することができます。

「この概念は人工的な葉とおおむね似ています」と、ルーは声明で述べました。

「私たちが持っているのは、太陽光を電気に変えて電気化学反応を引き起こす統合モジュールです。水と太陽光を利用して化学燃料を取得します。」

研究者らは主要な構成成分をペロブスカイトではなく低コストで手軽なカプセル化技術を用いたポリマーであるためモジュールを水に長時間浸しても問題なく動作させ続けることができます。

「巧妙なシステム設計により、潜在的に自立ループを作ることができます」と、ルーは語りました。

「太陽光がないときでも、化学エネルギーの形で貯蔵されたエネルギーを使用できます。水素と酸素の製品を別々のタンクに入れ、燃料電池のような別のモジュールを組み込んで、それらの燃料を電気に戻すことができます。」

さらに、ペロブスカイト太陽電池の構成素材にも調整が加えられており、プラチナなどの高価な素材を炭素のような安価な代用品に置き換えられました。これにより製造コストを大幅に下げることに成功しており、商業生産でのデバイスの実現性が高まります。

研究者たちは、モジュールの効率を上げるためにカプセル化技術と太陽光電池の性能向上を続けると語った。

この研究はACS Nanoに掲載されました。

参照:newatlas / phys.org / ライス大学