2017年08月10日

太陽光から水素へのエネルギー変換効率(STH)は、すでに10%を超えており、最近では多接合型太陽電池を用いて22.4%である。

「光化学協会編:夢の新エネルギー:
人工光合成とは何か、講談社、2016年」は参考になる。「第8章:人工光合成の展望」の印象に残った部分の概要を自分なりに補足して纏めると以下のようになる。
1.太陽光によるエネルギー獲得には、‥杜論言、太陽電池:Si、化合物半導体、多層膜色素増感、ペロブスカイト、有機薄膜など、⊃郵光合成:燃料・化学原料の生成、)植物の利用・改変、金属錯体による人工光合成、半導体光触媒:ホンダーフジシマ効果、がある。
2.太陽電池については。最近の注目すべきは、ペロブスカイト型太陽電池の急進展である。桐蔭横浜大学の宮坂力教授の研究グループは、2009年、有機物と無機物が混合した化合物である(NH3CH3)Pbl3がペロブスカイト型結晶構造をもち、可視光照射による太陽電池の特性をもつことを初めて報告した。以来、世界中の研究者が研究に参入し毎年のようにそのエネルギー変換効率記録が更新されており、2016年3月時点で、22.1%にまで達している。
3.他の太陽電池でも多接合型太陽電池は46%までの高効率に届いている。太陽光から水素へのエネルギー変換効率(STH)だけから見ると、1982年の段階ですでにSTHは10%を超えており、2001年には18.3%にも達している。最近では多接合型太陽電池を用いて22.4%という報告も出ている。
4.太陽電池を用いて水を分解する方法は簡単ではない。そこには実用化への視点で重要な問題点がある。再生可能エネルギー因子REFは必ず1を超える必要がある。1以下ならば、エネルギーを獲得するために投入したエネルギー以下のエネルギーしか得られないことを意味するので、そんなことならば投入エネルギーをそのまま利用する方が良い。
5.人類がこれまで開発してきた文明の利器や、多くの新材料、新製品などは、製造コストに比べてそれ以上の価格で売れる良付加価値型のものである。現在のエネルギーシステムでは、全体の原油消費の中で実際にエネルギーとして消費されているのは約3分の2で、残りの3分の1は、エネルギーを使える形、例えば電力にするために使用されている。
6.人工光合成のエネルギー変換効率は10%を超えることが目標になっている。2000年頃からの東京大学の堂免一成教授、東京理科大学の工藤昭彦教授らの研究グループによる研究進展で加速度的なエネルギー変換効率向上が見られている。2016年初頭の段階で数%にまで達しており、実用化への議論が開始されている。
7.太陽電池による直接の水の電気分解を行う際に電極上に人工光合成で開発した分子触媒を配置して高効率に水素を発生させる報告が相次いでいる。二酸化炭素の還元についても半導体光触媒と金属錯体などの分子触媒を組み合わせて水とCO2を原料とし酸素とギ酸を生成する完全人工光合成系の報告例がある。エネルギー変換効率も急速に進歩した。
8.太陽光による水素生成やCO2還元固定化は、地球の気候変動の観点でも一日も早い実用化が望まれる。そのために、他の再生可能ネルギー科学技術と連携し、再生可能エネルギーを考慮しながら研究開発を展開することが期待される。


yuji5327 at 06:41 
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池上湖心 プロフィール
○略歴
大東文化大卒、
在学中 上條信山に師事
書象会に所属、書象会理事
審査会々員
○作品展の開催
・主宰している「さざ波会」
 作品展を毎年8月開催
(於:稲毛ギャラリー)
・土曜会(グループ展)
 作品展を毎年10月開催
(於:銀座大黒屋)
○公募展の受賞、入選
・日展入選
(平成28年度、国立新美術館にて開催)
・読売書法展(8月開催、現在理事)
 読売奨励賞
 読売新聞社賞
・謙慎展(3月開催、現在理事)
 春興賞の受賞:2回
○書道教室
・学生:月曜日
・一般:火曜日、水曜日





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