太陽光発電は直流を発電するから、それで純水を電気分解すれば、水素と酸素に分離し、その水素を集めれば水素が製造できると単純に思っていたが、どうもそうではないようだ。あらためて考えると、水素も酸素も電極で発生するが、可成りの量が電解液に溶け込むために、その分も回収しないと水素の製造効率が高くならないことを、今日の報道記事で理解できた。
その記事は、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）と人工光合成化学プロセス技術研究組合（ARPChem）は8月26日、人工光合成システムの社会実装に向け、100m2規模の太陽光受光型光触媒水分解パネル反応器（光触媒パネル反応器）と水素・酸素ガス分離モジュールを連結した光触媒パネル反応システムを開発し、世界で初めて実証試験に成功したと発表した、というもの。
実証試験には、東京大学、富士フイルム、TOTO、三菱ケミカル、信州大学、明治大学とともに取り組んだ。2019年8月から東京大学柿岡教育研究施設）において、屋外の自然太陽光下での光触媒パネル反応システムの実証試験に着手し、水を分解し生成した水素と酸素の混合気体から、高純度のソーラー水素を分離・回収することに成功。さらにガス流路を適切に設計することで、混合気体を長期間安全に取り扱えることを確認した。これらにより、ソーラー水素を製造する光触媒パネル反応システムの大規模化や、ソーラー水素製造プロセスの安全設計の実現に寄与するという。
具体的には、発生する混合気体の気泡がスムーズに移動し、かつ着火しても爆発しない構造を持つ光触媒パネル反応器を設計・開発し、これらを連結することで100m2の光触媒パネル反応器を製作し、混合気体を屋外環境でも継続して1年程度発生することを確認した。
この新システムで製造分離される水素のコストがどの位になるかは述べられていないが、量産化すれば、石油や天然ガスから製造する水素と対抗できるものになるかもしれない。大量生産ができれば、水素を混入した火力発電から、純水素発電、燃料電池発電にまで発展するだろう。温暖化抑制効果を価値として認めれば、従来の水素に十分対抗できるものが生産できるようになることを期待したい。
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