太陽光発電で作りすぎた電気を水素に変える！

余剰電力を水素に変える

電気は作る量と使う量のバランスが取れていなければなりません。このバランスが崩れると、最悪の場合は発電所の設備に障害が起きます。電気が余りすぎても停電が起きる可能性があります。クリーンなエネルギーとして太陽光発電の普及が進んでいますが、日照や気温の条件によっては電気が余ってしまうこともあります。そのような場合、電力会社は一時的に太陽光発電を停止させたり、余った電気を使わずに捨てたりして、電力の需給バランスを調整しています。
余剰電力をうまく活用する方法の一つとして注目されているのが、電気を使って気体燃料を作る「パワーツーガス（Power to Gas）」です。余剰電力で水を電気分解して作った水素は、自動車の燃料や発電用のエネルギー源として利用できるほか、貯蔵や運搬も可能です。

高性能なマンガン膜を作る

「マンガン電池」で知られるように、電気をためやすい性質をもつ金属のマンガンを層状にして、その間にさまざまな化合物をはさんだサンドイッチ構造の膜も、電気をためることができます。このとき、はさむ化合物の種類を変えると、電気をためる容量を変えられることがわかりました。サンドイッチの具にあたるのは、金属と非金属の原子が結合した「金属錯体」と、吸着剤として知られる「脂質」です。マンガン層にはさむ金属錯体、脂質の種類を変えるとさまざまな膜を作れます。研究が進み、今では理論上の容量の約半分（従来の4～5倍）もの電気をためられる膜ができてきました。この膜を電池としてだけではなく、触媒として利用することで、余剰電力を使って水素を作る研究が進行中です。

研究を通して地球環境を改善する

通常、水を電気分解するには、理論上は1.23Vですが、効率的に反応させるためには1.6～2.0Vの電圧が必要です。この触媒を利用すると1.1Vでも電気分解が起きます。より少ないエネルギーで水素ガスを作ることができれば、余剰電力をより有効に活用できるようになり、地球環境の改善にもつながっていくはずです。

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関東学院大学理工学部理工学科応用化学コース准教授友野和哲先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

環境工学、リサイクル工学、無機分化学

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メッセージ

大学の魅力の一つは、専門的なことをどこまでも深く学べることです。大学の教員は研究者であり教育者ですから、あなたのやりたいことをしっかりとサポートできます。もう一つは、大学には国内外からさまざまな文化や背景を持った人が集まることです。あなたとは全く違う文化で育ち、まったく違う経験をしてきた人たちとの交流は、あなたの視野を大いに広げ、あなたの人生を今までとは違うものにしてくれるでしょう。大学で、自分の人生を切り開いていってください。

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