ペロブスカイト太陽電池と新規触媒からなる人口光合成水素貯蔵システムの構築

由钙钛矿太阳能电池和新型催化剂组成的人工光合储氢系统的构建

基本信息

批准号：
22K05290
负责人：
伊藤省吾
金额：
$ 2.58万
依托单位：
University of Hyogo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

当該研究課題である「ペロブスカイト太陽電池と新規触媒からなる人口光合成水素貯蔵システムの構築」であるが，水電解における電流電圧特性と，ペロブスカイト太陽電池の電流電圧特性を精査し，兵庫県立大学伊藤省吾研究室で作製しているペロブスカイト太陽電池においては3連モジュールでの光エネルギー水電解が適切であることを判断した．そのうえで，2022年度は水に対して強い光発電デバイスの作製（光照射面積長さ４ｃｍ程度，幅２ｃｍ程度）を行い，電解質中での独立水没デバイスへの光照射により水電解による水素・酸素ガスの発生を確認し，人工光合成の達成を確認した．一般的には水に弱いペロブスカイト太陽電池の耐水性を向上させるために，数十種類の封止材を検討し，さらに光照射背面に触媒電極を付与するという工夫を行った．今後は，現在と同様の「電解質中での独立水没ペロブスカイト太陽電池・水電解デバイス」と「ペロブスカイト太陽電池と水電解デバイスを別々に構成した連携光→ガス製造デバイス群」の両方の構築を行う．蓄積された水電解ガスの体積測定を行い，光→ガスのエネルギー変換効率を測定する．さらに，水素と酸素を分離発生させるデバイス（水電解セル）も作製し，その変換効率の向上を目指す．また，当該水電解セルには，アニオン交換膜(anion exchange membrane: AEM)を使用した，高効率長寿命のセルを作製する予定である．本成果は，2023年度の国際学会(Electrochemical Society: ESC)において発表をするべく，準備を進めている．

这项研究的研究主题是“建造由钙钛矿太阳能电池和新型催化剂组成的人群光合氢存储系统”，在密切检查了水电解的当前电压特性之后诺戈郡大学实验室。此外，在2022财年，我们制造了一种对水具有抵抗力（光照射区域长约4厘米，宽2厘米）的光生成装置，通过在电解质中辐射独立的浸入式装置，我们确认了通过水电的产生的氢和氧气的产生，确认了人工图像的成就。为了改善通常对水敏感的钙钛矿太阳能电池的耐水性，我们研究了数十种类型的密封材料，此外，我们还努力将催化剂电极添加到光照射的背面。将来，我们将同时构建“独立浸没的钙钛矿太阳能电池和电解质中的水电设备”和“合作光→生产设备组，分别构成钙钛矿太阳能电池和水电解设备”。测量累积水电解气的体积，并测量光的能量转化效率。此外，我们还制造了一个分离和产生氢和氧的设备（水电解电池），旨在提高转化效率。此外，使用阴离子交换膜（AEM），水电解细胞将用于制造具有高效率和长寿的细胞。结果正在准备在2023年电化学学会（ESC）上提出这些结果。