エクセター大学の研究チームが 方法を開発した 太陽光だけを利用して水を水素と酸素に分けることで、燃料として使用できる水素を生成することができます。
このようにして製造された水素燃料は、多くの利点を有する。 純粋で安価です。 また、化石燃料とは異なり、ゼロ炭素排出で再生可能です。
この研究は、 ガヴィンダーパワールエクセター大学環境・サステナビリティ研究所の博士課程学生である。
論文は雑誌に掲載されています 科学的なレポート.
再生可能エネルギーの緊急ニーズ
全 7.6億 今日の世界の人々は、数に達すると予測されています 9.2億 2040インチ
人口が増加するにつれて、世界のエネルギー消費も上昇するでしょう。 28パーセント 2015から2040へ その結果、世界のエネルギー関連二酸化炭素排出量は、 16パーセント その同じ期間中に。
化石燃料は現在会う 80パーセント 世界のエネルギーニーズの 非化石燃料の消費は化石燃料よりも早く増加すると予想されるが、化石燃料は依然として 77パーセント 2040で世界のエネルギー使用の
化石燃料とそれに伴う温室効果ガスの排出は、 健康 と環境。 気候変動は、単に洪水が頻繁に起こり、より暴力的なハリケーンやより激しい森林火災など、環境に悪影響を与えるだけではありませんが、 社会政治的帰結.
これらの双子の脅威に取り組むために、17の国連で採択された2015持続可能な開発目標の2つが、 SDG 7 （手ごろでクリーンなエネルギー）と SDG 13 （気候行動） - 両方のグローバルな行動を求める。
同様に、 パリ協定11月に発効した4は気候変動へのグローバルな対応を強化することを目指しています。 今日まで、2016諸国はこの合意を批准しています。 （米国は6月のパリ合意を辞退した。
方法
水素燃料を製造する研究者の方法は、これらの目標を進める上で役立ちます。
彼らの新しいアプローチは、ランタン、鉄、酸素の3元素のナノ粒子を用いて、開発した新しい光電極にかかっています。 光電極は、光を吸収して電気化学的変換を引き起こす電極である。
「技術は人工的な手法（人工光合成）で植物の自然光合成を模倣することを目的とした半導体材料を含む」（Pawar氏）
"我々の場合、半導体材料、LaFeO3水の分裂によって太陽光を水素に変換する」と語った。
システムは、このように動作します。
基本的に、太陽からの光子がバンドギャップを横切って電子を励起し、そこでH+ イオンが水素分子を形成する」と述べた。
「その後、水素は燃料電池の酸素と反応して電気に変換されることで水に変換され、すでに確立されている技術です」
この時点で、研究者は電極当たり約£3（約$ 3）のコストの小さな光電極（30×40 cm）のみを作製しています。
研究者は、光電極が大量かつ世界的に使用されるように、より大きなスケールで適応できると考えています。
「この技術は、化石燃料が有限のエネルギー源であり、枯渇するため、将来の発電には非常に重要です。
"彼らはまた、大量の温室効果ガスを発生させ、予期せぬ天気の変化や海流に影響を及ぼし海面上昇を引き起こしている氷冠が溶けて、私たちの世界に悪影響を与えることがわかります。 水素を発生させる太陽水の分裂は、私たちが手や太陽、水を必要とする膨大な天然資源を使って、地球のエネルギー需要を「グリーン」な形で持続させるための答えの1つになります。
理想的な理由
太陽は最も豊かな再生可能エネルギー源です。 毎年最大100,000の電力を供給することができます。つまり、1時間分の太陽エネルギーは、全世界の総エネルギー消費量の1年間に相当します。
残念なことに、太陽光を保存可能な広範囲のエネルギー源に変換する以前の努力は、今までは、プロセスに適した半導体材料をどのように製造するかを考え出していなかった。
そのギャップはPawarと彼のチームによって満たされてきました。そのチームの技術は、正確にそれを行うように設計されています。
「この技術は理想的です。半導体材料、太陽光、水が必要です。後者は豊富で事実上無制限です」とPawar氏は述べています。
「我々の材料は、このプロセスを行うために外部からのバイアス（すなわち、主電源からの電力）が必要でないことを示しており、水素を酸素と組み合わせて電気を生成するとき、唯一の副生成物は水である。 炭素排出はありません！」
次は何ですか？
研究者は、現在、技術の効率向上に取り組んでいます。
この技術は何年も商業的に実行可能ではありませんが、太陽光発電の大きな前進です。
「外部からのバイアスや毒性元素の使用、不安定な、あるいは製造コストがかからないほとんどの材料が商業的に実行可能になるまでは、まだ数十年はかかるだろうと私は信じている」とパワール氏は語った。
しかし、我々の材料は、非毒性、安定性、安価、外部バイアスなしに水素を生成することができるため、正しい方向に導く良い基盤です。
