光触媒を用いた水分解による水素製造技術

摘要

光触媒を用いた太陽光照射下での水の分解反応は環境問題?エネルギー問題に重要な寄与が期待される夢の化学反応の一つである。太陽エネルギーを効率よく利用するためには可視光照射下で機能する水分解用光触媒の開発が必要である。二段階励起（Zスキーム型）水分解反応系は，水素生成用と酸素生成用の2種類の光触媒を可逆的なレドックス対の酸化還元反応または粒子間の電子移動を用いて直列に接続する方式である。この方式では，比較的バンドギャップエネルギーが小さく水素生成か酸素生成のいずれか片方にのみ活性な半導体光触媒でも水の分解反応に利用することができる。本稿ではZスキーム型水分解反応系に関連する事項を中心に可視光応答性光触媒の研究の進展について説明する。