水や二酸化炭素から「水素」や「炭素資源」を生成

自然界では、水と二酸化炭素から光を利用して光合成によりエネルギー源となるグルコース（ブドウ糖）を生成しています。私たちの研究では、太陽光などの再生可能エネルギー由来の電気を利用して水や二酸化炭素から、エネルギー源となる「水素」や化学原料となる一酸化炭素やエチレンなどの「炭素資源」を生成する技術を開発しています。

水や二酸化炭素は極めて安定な（＝反応しにくい）物質なので、これらに電気を流すだけでは目的物は得られません。そのため、これらの反応に必要となるエネルギーを低減する（＝反応しやすくする）電極触媒が必要です。私たちは、これらを可能とする触媒開発をしており、特に安価で埋蔵量の多い非貴金属元素を複数含む複合酸化物に焦点を当て、独自に開発した手法で数ナノメートル（1 ナノメートルは10億分の1メートル）の粒子や薄膜にすることで、高い活性と選択性を示す電極触媒を開発しています。

空気中の湿気を水素に

また最近では、大気中の水蒸気を原料とする新しい水電解システムの開発も進めています。

太陽光が豊富に降り注ぐ砂漠などの乾燥地で発電し、その電気で水を電気分解し二酸化炭素を排出せずに水素を得る方法が考えられていますが、乾燥地には生活用水にすらアクセスできない地域が多数あります。

一方、乾燥地でも相対湿度30%以上の水蒸気が大気に含まれており、海岸沿いの砂漠（海岸砂漠）の場合湿度が80%を超える場合もあります。そこでこの水蒸気を吸湿し、電解する新たな水電解システムを独自に考案し、その高効率効率を目指して研究を進めています。