光触媒によるグリーン水素の製造

住友大阪セメント株式会社

概要

　再生可能なクリーンエネルギー資源として、水素は期待されています。水素は燃焼の際に水しか発生しないクリーンなエネルギー源であるともに、地球温暖化の原因となっている二酸化炭素と反応して、有用な化学物質を合成することも可能です。しかし、既存の化石燃料を原料する水素製造では二酸化炭素の生成が避けられず、地球温暖化対策にはなりません。光触媒は、太陽エネルギーを使って水を分解し、二酸化炭素を発生させずに水素（グリーン水素）を製造することができる材料です。当社は光触媒に独自の水熱合成技術を応用して高性能化することでグリーン水素の製造に取り組んでいます。

説明

　二酸化炭素を発生しないグリーン水素の製造技術は、水素を基盤とした持続可能な低炭素社会の実現のために必須の技術です。グリーン水素の製造技術としては、非化石燃料による電力から水を電気分解する方法などが提案されていますが、電力を仲介とすることでエネルギーの変換ロスや大規模な設備の必要性が想定されます。

　一方、光触媒は、二酸化炭素を出さずに直接太陽エネルギーから水素を発生する材料で一般的には半導体の粒子です。日本で発見されて、多くの研究者が検討してきた中で近年ではエネルギー変換効率が向上するとともに、エネルギー変換効率と結晶状態の関係などもわかってきています。

　当社は、粒子の大きさ、形状、表面の結晶面、結晶性などを制御することが可能な水熱合成技術を保有しています。これまでに当社は熱線カット材料やリチウムイオン電池材料などを開発し商品化することで水熱合成技術が工業的に成り立つ製造技術であることを立証してきました。

　光触媒においても、水熱合成技術で粒子の大きさ、形状や結晶状態を制御することにより、既存の光触媒製造方法である固相法やフラックス法に対して優位な工業的生産性を示すことが予想されます。当社は、この光触媒粒子をパネルに塗布して太陽光を当てることにより、二酸化炭素フリーで安価なグリーン水素の製造が可能であると考えチャレンジを進めています。

　また、2050年のカーボンニュートラル実現に向けて、光触媒により製造したグリーン水素を使って、セメント製造で発生した二酸化炭素から有用化学物質の合成も目標としています。