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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．

When the research topic is "solar cell and new catalyst construction of water storage system for population photosynthesis", the current voltage characteristics of water electrolysis are carefully investigated. Solar cells are manufactured by Ito Prefectural Laboratory, Hyogo Prefectural University, and are judged to be suitable for water electrolysis. In 2022, the production of high-intensity light emitting devices (light irradiation area of about 4 cm and width of about 2 cm) was carried out, and the development of independent water emission devices in electrolytes was confirmed by light irradiation, and the artificial photosynthesis was confirmed. In general, the water resistance of solar cells is weak, and dozens of types of sealing materials are discussed. In addition, the catalyst electrode is exposed to light. In the future, the construction of the same formula as "independent water electrolyte in solar cells and water electrolysis" and "independent water electrolyte in solar cells and water electrolysis" will be carried out. The volume measurement of the accumulated water electrolyte is carried out in the light → the production rate of the electrolyte is determined. In this paper, the separation of water and acid is studied. When the water electrolysis system is used, an anion exchange membrane (AEM) is used, and the system has a high efficiency and a long service life. This achievement is expected to be submitted to the 2023 International Electrochemical Society (ESC).