電解電力の一部を光エネルギーで賄う水蒸気電解セル実現に向けた可視光吸収材料の開発

• 研究課題/領域番号: 24K17515
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分26040:構造材料および機能材料関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 山口 実奈 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (60982890)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 可視光吸収材料 / 高温光電気化学 / 水蒸気電解 / プラズモン

研究開始時の研究の概要

本研究は、H2O電解反応への投入電力の一部を光エネルギーで賄う新規な次世代デバイスとして、太陽電池と固体酸化物形高温電気化学セルを融合させた"固体酸化物形高温水蒸気電解セル"に注目する。光照射により起電力を生じ、酸化物イオン伝導性も有する材料を探索する。酸化物イオン伝導体における光起電力発現の報告は紫外線照射に限られるが、可視光でも光起電力を発生できれば太陽光の高効率な利用が可能になると考えた。そこで、誘電体中への貴金属ナノ分散によるプラズモン吸収を利用して、可視光を強く吸収する酸化物イオン伝導性光吸収材料の開発を試みる。