炭素汚染は大気中に蓄積し続けています。 化石燃料に代わる効果的で持続可能なエネルギーを見つけるには時間が非常に重要です。

現在、日本の北海道大学による新しい研究により、太陽エネルギーへの広範囲にわたる移行が促進される可能性があります。

北海道の科学者たちは、 光電極を開発しました すべての可視光の 85 パーセントを収集し、水を分解して水素を生成するために使用できます。

新しいシステムは、現在のシステムよりも 11 倍効率的に光エネルギーを変換します。

「この光電極は、非常に少量の材料を使用して、太陽光を再生可能エネルギーに効率的に変換することを可能にし、持続可能な社会の実現にさらに貢献します」と研究者らは報告書の中で述べている。

デバイス

研究者らは、その物理的構造から、彼らの発明を「ゴールデンサンドイッチ」と呼んでいます。

このデバイスを構築するために、研究チームは厚さ30ナノメートルの金膜と金ナノ粒子の間に100ナノメートルの二酸化チタン薄膜半導体を挟んだ。

太陽光がナノ粒子側に当たると、金フィルムが鏡として機能し、XNUMXつの層の間に光を閉じ込めます。 これは、ナノ粒子がより多くの光を吸収するのに役立ちます。

従来、金ナノ粒子は、特定の波長の光を吸収する局在プラズモン共鳴と呼ばれるものを示します。 新しい発明はそれを変えます。

「私たちの光電極は、酸化チタン層に閉じ込められたプラズモンと可視光が強く相互作用する新しい条件を作り出すことに成功し、幅広い波長の光が金ナノ粒子に吸収されるようにしました。」 三澤宏明北海道大学電子科学研究所の教授であり、この研究の筆頭著者である同氏は声明で述べた。

「光エネルギーの変換効率は、光閉じ込め機能のないものと比べて11倍も高いのです」と三澤氏は続けた。

研究を説明した論文全文が雑誌に掲載される 自然科学技術.

水素をつくる

水素は、クリーン エネルギーを輸送および供給するための効果的なツールとして機能します。 それは非常に豊富ですが、通常は化合物の形で別の元素に結合します。

今日の水素は主に天然ガスから得られますが、天然ガスはしばしば水圧破砕によって不自然に地中から抽出されます。 環境的に持続可能ではないため、人々がこの伝統的な方法を使用して水素を収集することに躊躇するのは当然です。

しかし、チームの新しい装置は、水分子を分裂させることによって水素を生成することにつながる。 電子は水素イオンを水素に分離し、残った電子正孔は水を酸化して酸素を生成します。

このデバイスはまだ非常に新しいため、まだ市場には出ていません。 しかし、これは正しい方向への大きな一歩であり、消費者のコストを低く抑えることができれば、再生可能エネルギーに革命をもたらす可能性がある。