利用太阳的力量将水转化为能源

── 光触媒是一种什么样的技术？

我认为如果你把它看作是一种利用光来人为引起化学反应的技术，类似于植物进行的光合作用（图1），那就更容易理解了。我们将利用植物固定光能的机制来获取社会可以利用的能源。

【图1】模仿植物固定太阳能

植物通过光合作用固定了注入地球的阳光能量的 01%。这相当于约1000亿千瓦的电力。另一方面，支持当前社会活动所需的能源约为100亿千瓦，仅为工厂固定能源的1/10。因此，可以说利用太阳光固定能源的技术具有巨大的潜力。

然而，由于植物分布在地球的广阔区域，它们固定了大量的能量。即使你试图通过像植物一样广泛分布人工机制来引发化学反应，也不会那么容易。太阳能电池能够以相当高的效率将光能转化为电能，但要使用太阳能转换效率为10%的装置在2050年提供人类所需的三分之一的能源，每50平方公里大约需要10,000个植物。在如此广阔的区域安装昂贵的太阳能电池是不现实的。因此，需要一种更简单的方法来将光能固定在各个位置。光催化剂使这成为可能。

只需将粉末撒在水中就会产生氢气

── 您想利用光触媒获得什么样的能量？

我们设想使用光催化剂从熟悉的材料中制造化学燃料作为能源。例如，可以通过电解水获得氢气和氧气（图2）。如果能够获得氢气，可以作为氨、酒精等化学品的原料，还可以通过燃料电池作为电力使用。

[图2]仅利用阳光从水中获取可用的氢

但是，除非外部施加电能，否则水通常不会分解。我们正在开发的光催化剂只需将涂有粉末状光催化剂的板浸泡在水中并暴露在阳光下，即可将水分解为氢气和氧气。所需设备的结构极其简单。因此，它有可能比太阳能电池部署在更广泛的区域。

光催化现象本身早已为人所知，并且已经在熟悉的地方得到应用。涂有光触媒、可应用于墙壁分解污垢的建筑材料已投入实用，并创造了巨大的市场。