水から水素を製造する「グリーン水素製造」効率を向上！

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2024-04-04

engineering

{'items': [{'key': 'c43hq', 'term': 'グリーン水素', 'description': {'blocks': [{'key': 'aok1v', 'text': '水を電気分解することで生産される最もクリーンな水素である。その生成過程で二酸化炭素（CO2）を排出しないため、地球環境に対する負荷が少ない次世代エネルギー源として注目される。一方、高い製造コストが普及を妨げる要因となっている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '9irnr', 'term': '高活性電極材料', 'description': {'blocks': [{'key': '6dmii', 'text': '電気化学反応を触媒する材料のこと。水分解反応については、酸化イリジウムや酸化ルテニウムといった貴金属酸化物材料や、ニッケル、鉄、コバルトなどからなる合金材料がよく知られている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '42ej3', 'term': '反応中間体', 'description': {'blocks': [{'key': 'avgqm', 'text': '電気化学反応の途中段階で生じる化学種のこと。反応中間体の安定性が、電気化学反応全体の速度を決定する。その多くは電極表面に吸着した状態（電極と結合した状態）で存在するため、反応中間体の安定性は電極の特性によって大きく左右される。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '1v10o', 'term': '火山型プロット', 'description': {'blocks': [{'key': '11fdd', 'text': '電極触媒の設計によく利用される、縦軸に反応活性、横軸に反応中間体の吸着エネルギーなどをとったプロットを意味する。多くの場合で反応中間体の吸着エネルギー（＝吸着の強さ）が中程度のところで活性が最大になるため、そのプロット形状から火山型プロット（ボルケーノプロット）などと呼ばれる。これまでの電極触媒設計では、反応中間体と電極の相互作用のみを考慮した火山型プロットをもとに、最適な反応中間体の吸着エネルギーを持つような材料設計が行われてきた。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'eb8di', 'term': 'オペランド解析', 'description': {'blocks': [{'key': '8mntp', 'text': '「オペランド」とは、触媒が実際に作用している状況下を意味し、その状況をリアルタイムで解析することをオペランド解析と呼ぶ。固体触媒の表面でまさに触媒反応が進行している時に、実際表面で何が起こっているのかを知ることは、触媒開発を効率良く行う上で非常に有用である。本研究では、紫外光と赤外光を用いたオペランド解析により、電極表面を可視化している。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '9vse5', 'term': 'グレー水素', 'description': {'blocks': [{'key': 'c0dpt', 'text': '天然ガスや石炭等の化石燃料を、水蒸気メタン改質などで水素と二酸化炭素に分解することで得られた水素である。製造時に二酸化炭素を排出するため気候変動の要因となる。2020年時点で、現在世界で生産されている水素のうちグレー水素が約95%を占めるといわれる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'cn95j', 'term': 'ブルー水素', 'description': {'blocks': [{'key': 'bcu91', 'text': '水素を生産するプロセスはブルー水素と同様だが、生成した二酸化炭素を大気排出する前に回収しているものが該当する。二酸化炭素を回収することで、グリーン水素と同様に温室効果をゼロにすることができるが、天然ガスや石炭等の化石燃料への依存から脱却できない点が社会課題となっている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}]}

['isir']

['片山 祐']

水から高効率に水素を製造する技術は、カーボンニュートラルな水素社会実現の要です。この成果により、電解水素製造においてこれまで開発の主軸であった電極材料に加えて、電解液材料の開発の重要性も明確になったと考えています。この成果をもとに、電解液と電極、そしてその境界に存在する界面を丁寧に理解しながら、より高効率なグリーン水素製造を実現したいと考えています。

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片山 祐

准教授

産業科学研究所

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/bd89296a2d26f50d.html?k=%E7%89%87%E5%B1%B1%20%E7%A5%90