【研究】水から水素を取り出す　活性高い光触媒を信大などが開発 [しじみ★]

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2020/06/04(木) 14:27:44.99ID:CAP_USER
　光を100%近い効率で使い、水を水素と酸素に分解する光触媒を開発したと、信州大や東京大などの研究チームが発表した。これほどの効率になるのはまだ紫外線の一部だけだが、似た原理で可視光でも効率を高くできる可能性がある。太陽光と水から、エネルギー源となる水素を大量につくれるようになるのではと期待されている。

　水を分解する光触媒が、光を反応に利用する効率（量子収率）は、これまで多くが10%以下で、50%を超す例もわずかだった。

　信大の高田剛特任教授と堂免一成特別特任教授らのグループは、半導体のチタン酸ストロンチウム粒子にアルミニウムを加えて光触媒をつくり、表面に水素や酸素ができやすくする助触媒をつけるなどの工夫をした。波長350〜360ナノメートル（ナノは10億分の1）の紫外線で、ほぼ100%の量子収率を達成した。

https://www.asahicom.jp/articles/images/AS20200531000957_comm.jpg

朝日新聞デジタル
https://www.asahi.com/articles/ASN504W3HN5XULBJ00C.html
52名無しのひみつ
垢版 |
2020/06/04(木) 18:17:36.68ID:kAfUNuBb
>>51
やっぱそうなのか
科学論文では決定的な弱点を意図的にスルーして
記事を書く場合が多いんだよなあ
そして陰謀論者が石油メジャーに消されたとか言
い出すｗ
2020/06/04(木) 18:37:45.24ID:zbHuklcJ
>>36
水の分子量18、水１分子から水素１分子なので
　1000÷18×22.4＝1244リットル
言うても111gやけどな
54名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 18:40:59.58ID:9w5yFhNn
問題はどれぐらいの時間と
電気代がかかるかじゃねえの？
55名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 18:44:49.97ID:xltxOMcp
・

水素が、石油を燃やして発電した電気より安いコストで作れるのであれば大歓迎

フルパワーで投資するよ


・
2020/06/04(木) 18:52:17.75ID:zbHuklcJ
>>49
歳を取ると寒さが答えるからハクキンカイロで我慢すれ

>>51
酸化チタンでの外壁防汚も想定以上に寿命が短かったしなあ
まあ無駄な研究ではないけど気の長い話と思っていれば良いんじゃね
2020/06/04(木) 18:53:35.39ID:lE7pku9t
ほぼ100%か、すげえ
58名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 18:54:00.52ID:Qem5ThrZ
>>54
触媒いうとるやないか。しかもほぼ100％の効率だから光合成よりは効率いいはず
2020/06/04(木) 18:56:03.35ID:Qem5ThrZ
>>55
ここに掲載されてるということは、すでにどっかがゲットしてるんじゃね。トヨタなら見逃さないはず
60名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 18:59:59.16ID:3zJe6+Q3
>>1
チェーンリアクション
メジャーから刺客が送られます。
61名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 19:09:11.77ID:9iI+Cdvt
>>56
もう持ってる
あの暴力的な発熱量は冬に外出するとき便利
2020/06/04(木) 19:15:23.94ID:q9EugDk3
>>3
日付も間違ってないか確認した方が良い。
2020/06/04(木) 19:21:04.12ID:UEWadFmy
>>23
1くらい読めよ　STOじゃん
64名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 19:23:36.40ID:vGQzsPjo
>>12
この波長のUV-LEDは高価で効率が悪いのがな・・・
2020/06/04(木) 19:24:12.97ID:UEWadFmy
(可視光では)量子効率が10%以下が多いのに対して、本研究では(紫外光で)量子効率100%を達成しました!

うん嘘はついてないな
66名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 19:25:33.54ID:wIVZEPsn
お盆に、親父と長野の親戚の家にいった。
伯父（高卒市議）も来ていた。

伯父「○○君も大学生か！小さい頃よくだっこしてやったんだぞ！がっはっはー」
俺 「覚えていますよ」
伯父「どこの大学に行っているんだ？」
俺 「東工大、あっ、東京工業大学です」
伯父「そうか、工業大か！高校時代遊びすぎたんだろ！でも浪人しなくてよかったな！」
「お前と同じ年の息子の××覚えているだろ！深志から信大工学部だぞ！（勝利者宣言）」
親父「無言・・・（瞳が潤んでいた）」
伯父「おい、信大生こっちこい（息子の××を呼ぶ）」
「○○も大学生だ。○○と昔よく遊んだだろ！」

向こうでも大学の話をしていたらしい××が鼻高々でやってきた。
××「（馴れ馴れしく）○○、久しぶりー、元気！」
「あっ、叔父さん、こんにちは、俺、今年から大学生になりました。」
親父「そうか、大きくなったな」
××「信大に行っているんですよー（勝利者宣言）○○君はどこに行ったの？」
俺 「東工大ｗ」

ニヤついている伯父を尻目に、一瞬にして××の顔色が変わった。
伯父「○○に勉強教えてやれよw」
××「（しばし、絶句）・・・みっともないからやめてくれよ親父」
伯父「？」
動揺しまくりの××は伯父を速攻連れだした。
以後、伯父親子は、俺達のいるテーブルに加わらなかった。

久しぶりに無口な親父の晴れ晴れとした顔をみた。
帰り際、充血した目をした伯父と目があった。
67名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 19:35:39.09ID:EeFEFDCh
「水素製造法」
2020/06/04(木) 19:37:20.44ID:HTZkO5XU
>>12
AlGaN系で355nmを出すやつがあったはず
69名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 20:10:15.87ID:NC2B6CyA
>>1の石を見て、∀ガンダムのフロジストーンを思い出した。

この光触媒を量産すれば、文明崩壊後も生き残れるかも？
2020/06/04(木) 20:11:33.82ID:/Yd+d1d9
>>67
国語辞典で頑張れ！
71名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 20:13:11.15ID:harvUKZJ
そしてそれを中国が登録するアル
72名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 20:22:26.07ID:RHMgSV3M
SrTiO3はかなり安定だからそうそう壊れんとは思うが。
そうはいってもあの超安定な酸化チタンだってナノ粒子化すると全然ダメだったりするからなぁ＞安定性
どのぐらい安定して使えるのかが問題だろな。
あと、特定波長だけなら６０％越えとかそれなりにあったと思うけどね？
73名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 20:24:35.91ID:4pk8NsNv
>>38
燃料電池もEVも発生した電気でモーターを回仕組みは同じ
電源から電池に充電するか、水素をタンクに充填するかの違いだけ
74名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 20:24:53.13ID:gBKwBRyu
チェーン・リアクションじゃん
こりゃあ石油絡みに命を狙われるぞ
75名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 20:43:06.64ID:eHn2MCFj
光学の研究は日本が世界一リードしてるようだな
他の先進国がまねしても
日本に追いつくことは不可能らしいぞ
76名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 21:14:44.08ID:J8NPH1WB
九州工業大学の横野教授研究所が製品化した
室内光でも働く可視光応答型酸化チタンとコラボして
値段を下げて普及させて欲しい
2020/06/04(木) 21:27:18.18ID:diugGZ5p
>>1
>波長350〜360ナノメートル（ナノは10億分の1）の紫外線で、ほぼ100%の量子収率を達成した。


この波長が占めるエネルギーの割合っていかほど？
太陽電池でも使える波長の幅が重要になるわけで個人的にあまり効率良くなさそう
2020/06/04(木) 21:28:26.38ID:pTLrjrxC
これで「そうだ！オゾンホールの下なら紫外線いっぱい降ってくるじゃないか」
となるまでがセット
2020/06/04(木) 21:46:11.10ID:4wNw6Sn1
https://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_101311.html

>SrTiO3（Alドープ）にRh／Cr2O3からなる水素生成助触媒とCoOOHからなる酸素生成助触媒を光電着法により担持



単結晶粒子の異なる結晶面にそれぞれ別の助触媒を成長させた
↓
光励起で作られた電子/正孔が再結合しちゃって消滅する前に全て水素/酸素生成に使われるようになった



可視光応答化できるかどうかは別として
低コストで作れる気がしないな
80名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 22:44:25.05ID:T4SyMOhj
堂面センセ未だ現役だったんだ。
藤島センセはお元気ですか？
81名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 23:00:53.14ID:D2jO9Tkd
真空紫外線だけでも水の電気分解ならできるはず
量の問題だけで
気体の分離は簡単やでｗ
82名無しのひみつ
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2020/06/04(木) 23:51:23.18ID:BAEgKYUU
ある意味永久機関じゃん！
83名無しのひみつ
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2020/06/05(金) 00:09:09.06ID:7YRtbhHA
シナチョンがあの手この手で盗みに来るな
84名無しのひみつ
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2020/06/05(金) 00:17:32.81ID:UKXnXJR4
>>1
燃料は"水"だけの水素自動車早よ！
2020/06/05(金) 02:17:53.03
日本が世界最先端最高文明国家だからな
2020/06/05(金) 03:05:08.65ID:3lNKU7Qi
このパネルをミライの屋根に乗っければ水で走る車の完成
87名無しのひみつ
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2020/06/05(金) 03:17:19.21ID:WvGqC1Aa
>>79
量産なら任せろ(中華
88名無しのひみつ
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2020/06/05(金) 03:34:17.99ID:ElZhcLyz
夜は余剰電力で紫外線LED使えば昼夜問わず生産できるな
89名無しのひみつ
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2020/06/05(金) 03:53:01.57ID:uOjUsDer
お嬢様聖水はまだ？
2020/06/05(金) 03:55:15.83ID:z/tx9M/g
>>82
太陽や地球の地熱エネルギーをお忘れなく。
2020/06/05(金) 06:53:35.06ID:GFkAjizW
>>87
アホだろ
これは製造機器があればできるような単純なものではない
むしろ中国が最も不向きとする材料工学と品質管理が求められる分野
2020/06/05(金) 06:56:00.59ID:GFkAjizW
>>88
その電力で水を電気分解した方が効率的で回収も容易だろ
>>1のライバルは他の光触媒だけでなく太陽電池＋水の電気分解がある
そしてこっちの方が何かと都合がいい
2020/06/05(金) 06:57:05.47ID:Djb13KEJ
>>92
電気分解よりも効率をよくすのが触媒じゃねーのかよw
94名無しのひみつ
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2020/06/05(金) 07:23:45.28ID:MTRKMaEp
>>10
分光した後に紫外線だけ通すケーブルとかがむずくね？
石英ファイバーとかもあるにはあるけど・・
2020/06/05(金) 07:27:08.46ID:bKjwdNfP
>>1は従来の光触媒と比べて効率が高いと言っているだけで、
電気分解と比較して効率が高いと言っているわけではなかろう

ましてや>>88のようにわざわざLEDで紫外線に変換しちまったら、
その効率の悪さでもう直接電気分解には勝てないので、そのあとで
仮に光触媒で効率100%で水素を得られるとしても馬鹿げてる
2020/06/05(金) 07:35:14.43ID:Djb13KEJ
>>95
まだ詳細が発表されていないのに効率が悪いはずだと決めつけるのに無理がある。
一般的に考えると、電気分解より効率が悪い触媒を発表はしないと思う
2020/06/05(金) 07:35:57.34ID:GFkAjizW
>>93
触媒は化学反応に必要な活性化エネルギーを減少させるだけ
電気化学反応とは直接的な関係はない
98名無しのひみつ
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2020/06/05(金) 07:39:20.85ID:yWOJTFH4
日本の課題は極論するとエネルギーの自給ができないことだから、解決すれば石油を購入する莫大な支出も抑えられ、危険な中東とも疎遠になり、対中国との軍事費にもお金を回せる。
2020/06/05(金) 07:40:11.34ID:Djb13KEJ
>>97
励起エネルギーの閾値を下げるのは同じじゃないの？化学と電気と光とことなる反応でもエネルギーの収支は計算できる。効率の差異を計算すればコスト計算もできる
100名無しのひみつ
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2020/06/05(金) 07:40:27.49ID:BLjv6zLc
大量に発生する酸素どうするの？
2020/06/05(金) 07:41:40.67ID:GFkAjizW
>>96
使っている波長の幅からしても太陽光のエネルギーの数分の一になると思うがね
ただ今後の改善で使える波長の幅が広がるもしくは光合成のように水の電気分解とは異なる反応が可能になるかもしれん

現状>>1の研究は実用性ゼロ
しかし今後の発展によっては有用性が期待できる
2020/06/05(金) 07:42:34.63ID:GFkAjizW
>>99
異なる反応なんだから効率が必ずしも向上する保証はないということ
2020/06/05(金) 07:44:28.63ID:Djb13KEJ
>>101
数分の一になろうが、重要なのは太陽光はただだということだ。赤道にプラントをつくることもできる。もっと波長の短い光が使えるかどうかは土地のコストの問題でしかない
104名無しのひみつ
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2020/06/05(金) 07:46:27.96ID:4fC2uTnA
>>75
なんかそのセリフ、３０年くらい前に液晶と電池の話で
似たような事、聞いたなあ。

どこも追いつけないって。
2020/06/05(金) 07:46:33.56ID:Djb13KEJ
>>102
そんなのはわかりきったことだw
106名無しのひみつ
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2020/06/05(金) 07:51:15.63ID:VIaE8dym
太陽光発電した電力で周波数特化したLEDで分解するとかコスト的に合わないかかな？
2020/06/05(金) 07:53:45.42ID:Djb13KEJ
>>106
エネルギー効率はよくわからんけど、設備をコンパクトにできるなら日本みたいな土地がせまいところでは使えるかもね
108名無しのひみつ
垢版 |
2020/06/05(金) 08:09:01.62ID:jN+pNBgr
無限エネルギーやん
2020/06/05(金) 09:18:18.04ID:uJksYiMC
>>79
の仕組みから考えると、可視光応答化のためには

・可視光励起できるバンドギャップ
・電子、正孔が結晶内の異なる方向へ分離する
・電子正孔の再結合確率が今回のSrTiO3並みに低い

という材料をベース粒子にする必要がある


そんな材料あったらそれだけで大きな成果だから
結構ハードル高い
2020/06/05(金) 09:48:11.80ID:bKjwdNfP
>>96
>>88の、余剰電力をわざわざ紫外線LEDで紫外線に変換するところの効率の悪さを指摘してんのに、
勘違いしてないか？光触媒の効率の良し悪しなんて何も評価してないよ？
それに関しては、仮に100%としても、と最大限有利に考えても、という話なんだが。
111名無しのひみつ
垢版 |
2020/06/05(金) 11:36:30.10ID:bYAYm2sx
>>100
トヨタは、コンプレッサーを積み、空気を圧縮冷却することで酸素を得る
水の電気分解は、酸素と水素を取り出す

酸素と水素が再結合したとき、発生する電荷をエネルギーとして取り出すのが燃料電池
112名無しのひみつ
垢版 |
2020/06/05(金) 13:35:32.79ID:EVtENudN
信大って東北大学の先生が行ってるんかしらんけど材料工学でよく話題聞くね
2020/06/05(金) 16:20:45.49ID:J2L3dSUF
アメリカの無線通信　シャットアウト
2020/06/05(金) 17:02:46.15ID:J0WP2ZiQ
アメリカの無線通信 シャットアウト
2020/06/05(金) 18:18:11.60ID:J0WP2ZiQ
HAARP 永久消滅
2020/06/05(金) 18:18:22.55ID:J0WP2ZiQ
HAARP 永久消滅
117名無しのひみつ
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2020/06/05(金) 21:39:05.38ID:BLjv6zLc
大量に発生する酸素どうするの？
2020/06/05(金) 21:59:31.20ID:apkpKva2
別にどうもしないだろ
水素燃やしたら戻るし
2020/06/06(土) 01:58:44.00ID:fix8m7u6
気体の水素と酸素ってわけられるの？
2020/06/06(土) 02:36:22.44ID:9GiHhAh5
>>119
分ける方法はいろいろあるけど、発生元から分けた方が安いから普通はやらない
2020/06/06(土) 02:56:37.76ID:zR37oyhS
>>118
どうにかしないと使い物にならんが
122名無しのひみつ
垢版 |
2020/06/06(土) 03:23:09.02ID:n/yOjUa/
>>1
アメ公が潰しに来るぞ
123名無しのひみつ
垢版 |
2020/06/06(土) 06:06:13.76ID:ENw8ENZ5
水素技術世界一の韓国の天下になる
2020/06/06(土) 06:33:58.91ID:tIGvJNYG
波長変換出来る素材ってのもなかったっけ？
125名無しのひみつ
垢版 |
2020/06/06(土) 07:52:52.45ID:IipiIR/X
水がある限り無限のエネルギー！
2020/06/06(土) 10:20:36.83ID:IgK6/T2X
>>125
「ボク、いなくてもいい？」(太陽)
2020/06/06(土) 12:31:33.58ID:k8hfzWuQ
>>124
元の波長より長い波長にするものならいくらでもあるけど
元の波長より短い波長にするものはないぞ
128名無しのひみつ
垢版 |
2020/06/06(土) 16:51:39.06ID:1o2cePT4
>>127
SHGも知らんの？
2020/06/06(土) 19:08:51.51ID:em81fpin
マイクロリアクターと組み合わせて効率化せんとな
2020/06/07(日) 08:47:39.88ID:hmbrMzPt
>>128
効率いかほどよ
2020/06/07(日) 16:13:42.03ID:OGXlsYlg
>>127
アップコンバージョン材料しらんの？
132名無しのひみつ
垢版 |
2020/06/07(日) 21:53:12.11ID:XSPVrwNl
テラマースフォーミング計画ですか？ｗ
133名無しのひみつ
垢版 |
2020/06/08(月) 04:31:23.25ID:EQMgKZ6R
日本が将来、水素を主要エネルギー源にする様になって
アメリカと別々の道を進むようになると、昔の何かの予言であったような
2020/06/09(火) 12:25:37.42ID:zDbbW0gT
>>131
効率は？
135名無しのひみつ
垢版 |
2020/06/09(火) 15:30:58.12ID:hi46s6xj
>>134
効率はいかほど？他人にきくと効率上がるの？
2020/06/09(火) 16:55:19.53ID:kp+Jybqr
>>134
効率はそんな高くないから実用性は無い

無いって大嘘つくから指摘しただけ
137名無しのひみつ
垢版 |
2020/06/10(水) 10:53:28.32ID:LwTT3KaA
>>130
あるなしの話を効率に摩り替えるのは大人気ない
2020/06/10(水) 10:59:44.82ID:LwTT3KaA
>>1
有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）の発光効率も１００％だけど、実際に照明などの光になるのは２０％程度で
発効ダイオードと大差ない現実もある。
たぶん水素も局所理論効率だろう。
2020/06/10(水) 11:02:39.31ID:dq2HokyE
>>137
ライバルとして
太陽電池＋水の電気分解
が存在するんだから当然の話だろ
こっちの方が水素だけじゃなく酸素も得られて回収・分離も容易
効率が同じくらいなら太陽電池＋水の電気分解を選ぶ
140名無しのひみつ
垢版 |
2020/06/10(水) 17:09:38.79ID:3mOtC6hy
>>139
>>127
2020/06/10(水) 18:51:37.73ID:MZA6Babh
水から高効率で水素ガーっての、いっぱいあるけど
物になったのあるんか？
2020/06/11(木) 06:49:38.43ID:UFGKX8V3
高効率＝低コストというわけではないからな…
143名無しのひみつ
垢版 |
2020/07/05(日) 00:39:23.81ID:iLnc1okp
水素って普通に燃やして燃料にできないの？
別に車じゃなくてデカイ発電所とかでやればいんじゃね
144名無しのひみつ
垢版 |
2020/07/05(日) 01:04:12.18ID:cJ/1hMSg
>>143
これでも天然ガスへの混合率は30%
https://www.mhps.com/jp/special/hydrogen/article_1/index.html
145名無しのひみつ
垢版 |
2020/07/05(日) 02:53:14.49ID:Dqwi4XRG
水素を必要とするときに水から作れるのは重要なことなのに

なんでそこまで陥れるの？

水しかないところから水素を作りたいとき
電気分解より効率がよければそれでいいわけだ。

そういう状況がないとでも確信したのかな
2020/07/09(木) 05:16:20.26ID:LM/rXpyh
>>95
光を直接使う場合は、光から電気へ変換する効率の劣化部分を考慮しなくていい
それを無視して光で水素を作るのと電気で水素を作るのを比較するとかアホすぎるよ。
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