도쿄공업대학의 마에다 카즈히코 준교수 등의 연구그룹은 교토대학과 공동으로 산화티타늄과 수산화코발트로 이루어진 복합재료가 가시광 조사 하에서 물을 분해하는 광전극으로서 기능하는 것을 발견했다.수분해 수소 제조뿐만 아니라 지구 온난화의 원인 물질인 이산화탄소의 광 환원에의 응용도 기대된다.
물을 수소와 산소로 분해하는 광전극의 개발은 태양광에 많이 포함되는 가시광을 화학에너지로 변환하는 '인공광합성' 실현의 관점에서 중요한 과제다.산화티탄으로 대표되는 특정 금속 산화물은 합성이 비교적 용이하고 화학적으로도 안정하기 때문에 수분해의 광전극 재료로서 널리 연구되어 왔다.하지만 이들 대부분은 밴드갭(전도대와 가전자대의 에너지차)이 크기 때문에 자외광 밖에 흡수할 수 없다는 큰 문제가 있었다.
마에다 준 교수 등은, 투명 도전성 유리 위에 적층한 산화티탄 박막에 수산화 코발트를 석출시킨 전극이, 가시광 조사하에서 물을 분해하는 새로운 광전극이 되는 것을 발견.산화티타늄이나 수산화코발트 단독으로는 동일한 기능은 얻어지지 않고, 양자의 조합으로 생기는 가시광 흡수능이 기능 발현의 기원인 것을 알았다.
이것은 실현 곤란한 가시광 수분해를, 산화티탄이나 수산화 코발트 등의 흔한 물질만을 이용하여 실현한 최초의 예이다.또한,이 복합 광전극은 간단하고 저비용의 방법으로 작성할 수 있다는 특징도 겸비하고 있다.
향후, 광전극 구조·전해 조건의 최적화나 유사물질의 조합의 검토에 의해 성능 향상이 전망된다.또한, 이번 복합 광전극은 수분해 수소 제조뿐만 아니라 이산화탄소 환원을 위한 광전극 부재로서의 응용도 기대된다고 한다.
