研究情報

独･カールスルーエ工科大(KIT)発･Photreon社、太陽光を利用した直接水素製造用の光反応器パネルを開発中（2026.4）

　ドイツのカールスルーエ工科大学（KIT）のスタートアッププロジェクトから生まれたPhotreon社は、電解槽を必要とせず、電力も消費せず、送電網への接続も不要な量産型光反応パネルによって、水素経済の発展を促進することを目指していると、2026年4月14日、カールスルーエ工科大学は発表した。このパネルを使えば、太陽光と水からコスト効率よく、かつ拡張可能な方法で水素を生産できる。これは、分散型アプリケーションにも、日照量の多い地域の大規模システムにも適している。

　グリーン水素は、産業やエネルギーシステムの気候変動に配慮した変革の鍵と考えられているが、これまでその製造は高価で複雑であり、送電網インフラに依存していた。KITのスピンオフ企業であるphotreon社は、まさにこの点で変革を起こそうとしている。同社は、電解槽や電力を使わずに、太陽光と水から直接水素を生成する光反応器パネルを開発した。「私たちは、電気分解による迂回を避け、太陽光と水から化学エネルギーを生成する」と、KITのマイクロプロセス工学研究所（IMVT）に所属するphotreon社の共同創設者 Paul Kant氏は述べている。Kant氏はまた、photreonのモジュール式パネルは太陽光水素製造を簡素化し、経済的に拡張可能にすると指摘した。

●電気を使わない直接太陽光変換

　photreon社が採用しているアプローチは光触媒作用に基づいている。これは、太陽光発電システムのように電気を生成するために光を利用するのではなく、光を直接化学反応に引き起こすプロセスである。特別に設計された感光性材料が太陽光からエネルギーを吸収し、電子を活性化状態に励起する。これらの電荷キャリアが水分子（H2O）を水素（H2）と酸素（O2）に分解する。「私たちは、太陽光発電と電解槽を当社の光反応器パネルに置き換えることで、単一のステップで実現する」と、共同創設者でありIMVTのスタッフでもあるMaren Cordts氏は述べている。「グリーン水素の製造においては、これはシステムの複雑さとコストを大幅に削減することを意味する」

　KITは、photreon社が開発した光反応器パネルの特許を出願した。このパネルは特殊な設計により、太陽光を内部に導き、内部の活性物質を最適に照射することで、水分子を分解する反応を促進する。「光輸送、化学反応、反応生成物の除去の相互作用を最適化するために反応器の形状を設計し、1平方メートルのプロトタイプでそれを実証している」とKant氏は述べた。このモジュール設計は、標準的なプロセスと低コストの材料を使用して大量生産できるように設計されており、小規模で使用することも、より広い面積に拡張することもできる。

●屋上から太陽光水素発電所まで

　このパネルは、これまで水素供給が高すぎたり物流的に困難だったりした場所で使用できる。例えば、将来のニーズをオンサイトで満たしたい中規模企業（特殊化学品、食品製造、金属加工など）や、日照量の多い地域の大規模太陽光発電プロジェクトなどが挙げられる。「電力網や水素ネットワークに接続されていない場所では、当社の技術が地域生産の新たな可能性を切り開く」とCordts氏は述べている。考えられる用途は、分散型生産拠点への供給から、国際市場向けの日照量の多い地域での工業生産まで多岐にわたる。

（合成写真: Amadeus Bramsiepe, KIT）

詳しくは、→https://www.kit.edu/kit/english/pi_2026_032_green-hydrogen-from-just-sun-and-water.php