パナソニック、窒化物半導体の光電極による人工光合成システムを開発

JCN Newswire / 2012年7月30日 19時48分

世界最高の効率0.2%で有機物を生成―二酸化炭素を資源化し、循環型エネルギー社会の実現に大きく前進

Osaka, July 30, 2012 - (JCN Newswire) - パナソニック株式会社は、世界最高の太陽エネルギー変換効率(以下、効率)[1]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[2]システムを開発しました。本システムは太陽光を照射する光電極に窒化物半導体[3]を使用し、有機物を生成する電極に金属触媒[4]を使用することで、効率0.2%*)(主生成物: ギ酸[5])を実現しています。この効率は、バイオマス[6]で使用される植物と同程度であり、植物に代わって、本システムにより、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となりました。

【効 果】 地球温暖化および化石燃料枯渇の問題を同時に解決できる夢の技術として、太陽光のみを使って人工的に二酸化炭素を吸収し資源化する、人工光合成の研究に注目が集まっています。本開発により、植物と同等の効率で二酸化炭素を吸収し有機物を生成する、人工光合成システムが実現し、来るべき循環型エネルギー社会に向け大きく前進しました。

【特 長】本開発は以下の特長を有しています。

1. バイオマスで使用される植物と同等(0.2%)の効率を実現。しかも生成される有機物の量は太陽光量に比例して増加。
2. 金属触媒や反応環境を最適化することにより、生成される有機物の種類を選択可能。
3. 光合成システムを無機材料のみで構成することに成功し、単純な構造を実現。

【内 容】本開発は以下の新規要素技術により実現しました。

(1) 窒化物半導体を用いて、太陽光から二酸化炭素の反応に必要なエネルギー状態を作り
出す光電極技術
(2) 有機物を生成する電極において、有機物を効率よく、しかも選択的に生成することを可能とする無機材料による触媒技術

【従来例】 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、構造が複雑でした。また、二酸化炭素の反応には特殊な錯体[7]が使われていますが、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りました。

【備 考】本開発の一部は19th International Conference on the Conversionand Storage of Solar Energy
(米国カリフォルニア州パサディナで現地時間2012年7月29日から8月3日に開催)で発表いたします。

【特 許】国内18件、 海外11件(出願中含む)

*)2012年7月30日現在、当社調べ。

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