水分解を目的とした広帯域太陽光ハーベストデバイスの開発

平成22年度に行ったTiSi2半導体薄膜による水素製造法の研究は、当初計画していた以上の高効率(5～8%)の変換効率を示すことができた。それは、当初計画していたスパッタ気相法を断念し、効率良く膜を作ることができる固相反応を用いた点にあった。また、TiNを原料として用い、還元雰囲気の調整を巧みに行ったことが良かったと思われる。平成23年度は、当材料を用いて、水素発生を行い、それを水素燃料電池として作動させることを行った。生づ、水素発生の波長依存性を詳細に調べ、当材料が太陽光と大変良くマッチングして水素を発生することが分かった。但し、太陽光には多くの赤外線も含まれているので、アップコンバージョンなどの手法を取り入れて、さらなる効率化を図る必要があると考えられる。さらに、表面にモスアイ周期構造をつくり、反射を抑える試みも行った。また、当バルク材料を構成している粒度や粒径分布、気孔率、表面積も水素発生効率に影響すると考えられ、その検討を行い、最適の材料を見出すことに成功した。この材料により、水素を発生し、電力を得るために、カートリッジ式の携帯型水素燃料電池を試作し、検討を行った。コスト計算は未だ十分行っていないが、当初所望の電力を得ることはできた。

平成22年度に行ったTiSi2半導体薄膜による水素製造法の研究は、当初計画していた以上の高効率(5～8%)の変換効率を示すことができた。それは、当初計画していたスパッタ気相法を断念し、効率良く膜を作ることができる固相反応を用いた点にあった。また、TiNを原料として用い、還元雰囲気の調整を巧みに行ったことが良かったと思われる。平成23年度は、当材料を用いて、水素発生を行い、それを水素燃料電池として作動させることを行った。生づ、水素発生の波長依存性を詳細に調べ、当材料が太陽光と大変良くマッチングして水素を発生することが分かった。但し、太陽光には多くの赤外線も含まれているので、アップコンバージョンなどの手法を取り入れて、さらなる効率化を図る必要があると考えられる。さらに、表面にモスアイ周期構造をつくり、反射を抑える試みも行った。また、当バルク材料を構成している粒度や粒径分布、気孔率、表面積も水素発生効率に影響すると考えられ、その検討を行い、最適の材料を見出すことに成功した。この材料により、水素を発生し、電力を得るために、カートリッジ式の携帯型水素燃料電池を試作し、検討を行った。コスト計算は未だ十分行っていないが、当初所望の電力を得ることはできた。