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2015年1月21日 (水)

CO2と水で自動車が走る(2/3)

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CO2と水で自動車走る 資源小国・日本の救世主

(2/3ページ)
2014/12/26 7:00

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 今年11月。東芝は国際学会で変換効率を1.5%に高めることに成功したことを明らかにした。それまではパナソニックの0.3%が世界最高とされていた。植物の光合成の変換効率は一般的に0.2%と言われる。各社の技術は条件がそれぞれ異なるため単純比較できないが、東芝の水準は植物で最も効率の高い藻類の光合成の効率に匹敵するという。

ナノサイズの金を使った触媒の表面で一酸化炭素が発生する(東芝提供)
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ナノサイズの金を使った触媒の表面で一酸化炭素が発生する(東芝提供)

 なぜ東芝は1桁も効率を高めることができたのか。その秘密は太陽エネルギーの使い方にあった。従来の研究では、水と酸素を分けるために使用する半導体には酸化チタンやインジウムリン、窒化ガリウムなどを使っていた。これらの素材は太陽光エネルギーの3%しかない紫外光しか利用できない。窒化ガリウムなどは価格も高く「実用化には向かない」(東芝研究開発センターの小野昭彦主任研究員)。

 「紫外光以外の太陽光を活用したら効率が上がるのではないか」

 太陽光エネルギーには紫外光のほかに、可視光と赤外光がある。そこで小野さんは太陽光のうち54%を占める可視光に着目。可視光を吸収できる素材を探し始めた。試行錯誤の末、シリコンやゲルマニウムが可視光を効率的に吸収できることを突き止めた。これらを重ね合わせることで独自の半導体を完成。価格も「従来の方法より比べものにならないくらい安くできる」(小野さん)。

 さらに水素イオンで二酸化炭素を分解する過程も見直した。触媒にはナノサイズの金を利用。二酸化炭素を分解するためにかける電圧が小さくて済む。

 
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以上は「日経WEB刊」より

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