日産など、人工光合成の効率を向上させる高性能な光の短波長化材料を開発

日産自動車は1月20日、人工光合成の効率を向上させる高性能な光の短波長化材料「固体フォトンアップコンバージョン材料」(UC材)を開発したことを発表した。

同成果は、日産と東京工業大学(東工大)の共同研究チームによるもの。詳細は、英・王立化学会の材料科学全般を扱う学術誌「Materials Horizons」に掲載された。

日産は、2050年までにクルマのライフサイクル全体でのカーボンニュートラルの実現を目指した研究開発を進めており、今回の研究では、そのライフサイクルの一部である部品製造時のCO₂排出量を削減するため、CO₂を再資源化する人工光合成の技術に着目したという。

人工光合成は、光エネルギーを光触媒に与えることで、水を酸素と水素に分解する技術であり、生成された水素は燃料電池用の燃料として利用することも可能なほか、CO₂を反応させ、樹脂の原料となるオレフィンなどの合成を行うことも可能となる。

太陽光にはさまざまな波長の光が含まれるが、人工光合成に利用できるのは光触媒が吸収できる青色や紫外光に近い短波長の光のみで、それよりも長波長の光は利用できないため、効率向上が難しいという課題を抱えている。光触媒にUC材を組み合わせることで、従来利用できなかった長波長の光を、短波長の光へと変換することが可能となり効率を向上させることが期待されているが、従来のUC材は可燃性の液体であることが多く、固体化した場合でも、一般に効率や光照射に対する耐久性が低く、酸素を遮蔽した環境や集光した高い強度の光を必要としていた。