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

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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．