産業技術総合研究所(産総研)は11月5日、再生可能エネルギーを用いて製造する「グリーン水素」の低コスト化に向けて、安価に製造できる可能性を秘めた「光触媒-電解ハイブリッドシステム」(PEHS)の流通型装置を開発し、水分解の理論電解電圧(1.23V)よりも小さい0.9V以下の電解電圧で水素と酸素を分離製造できることを実証したと発表した。
同成果は、産総研 ゼロエミッション国際共同研究センター 人工光合成研究チームの三石雄悟主任研究員、同・佐山和弘首席研究員らの研究チームによるもの。詳細は、米国化学会が刊行する材料と界面プロセスに関する全般を扱う学術誌「ACS Applied Materials & Interfaces」に掲載された。
PEHSは、光触媒反応で貯蔵された化学エネルギーを利用できるため、電解で水素を製造する際に必要な電力消費量を削減できるという特徴がある。産総研はこれまでの研究で、反応効率に優れる可視光応答性の「酸化タングステン(WO3)光触媒」を開発済みだが、実際に電解と組み合わせ、光触媒で製造した2価鉄(Fe2+)イオンを効率よく消費しながら水素を低電圧で製造するシステム全体のイメージがなかったとする。そこで研究チームは今回、PEHSによる水分解法の長所を活かせる流通型の全体システムを開発することで、光触媒の反応効率に対応した量の水素を少ない電力消費量で効率よく製造できることを実証することにしたという。