バーミンガム大学、産業廃熱を直接利用し低コスト水素を生成する革新的なペロブスカイト触媒を開発

ScienceDaily イギリス

概要

英国バーミンガム大学の研究チームは、ペロブスカイト系触媒を用いた新たな水素製造法を開発し、工場廃熱などを直接利用して従来よりも大幅に低い温度（150〜500℃）で水を水素に分解することを可能にしました。この技術は、既存のグリーン水素やブルー水素の生産コストをさらに下回る可能性を秘めています。触媒の再生は700〜1000℃で行われ、鉄鋼、セメント、再生可能エネルギー施設などから排出される豊富な廃熱源を活用できます。これにより、クリーン燃料としての水素の製造がより経済的かつ容易になり、産業の脱炭素化に大きく貢献すると期待されています。

詳細

主要成果

英国バーミンガム大学の研究者たちは、産業廃熱を直接利用して水素を生成する画期的な方法を開発しました。彼らが発見したのは、ペロブスカイト系の新しい触媒で、水を水素と酸素に分解する反応を従来の技術よりもはるかに低い温度、具体的には150〜500℃で効率的に進行させることができます。この革新は、高温プロセスから排出される廃熱をクリーンな水素燃料に変換する新たな道を開き、水素生産のコストを大幅に削減する可能性を秘めています。

技術詳細

この新技術は、従来の電解槽システムが必要とする多量の電気エネルギーに依存しない点が特徴です。ペロブスカイト系触媒は、水の分解に必要なエネルギー障壁を下げ、比較的小規模な温度差でも反応を誘発します。触媒の再生プロセスは700〜1000℃で行われますが、これも工場、製鉄所、セメント工場、再生可能エネルギー施設などから得られる廃熱源で十分に賄うことが可能です。これにより、エネルギー効率が向上し、システム全体の運用コストを抑制することができます。水の電気分解と比較して、より幅広い温度範囲で熱を利用できるため、適用可能な産業廃熱源の選択肢が広がります。

背景・業界文脈

現在、水素は「グリーン水素」（再生可能エネルギーによる水電解）、「ブルー水素」（天然ガスからCO2回収・貯留を伴う）など様々な方法で生産されていますが、いずれもコストやエネルギー集約性、サプライチェーンに課題を抱えています。このバーミンガム大学の研究は、廃熱利用という新たな「サーマル水素」の経路を開拓し、既存の産業インフラから排出される副産物を価値ある燃料に転換する可能性を示しています。これは、特にエネルギー多消費型産業の脱炭素化において、既存の設備を活かしつつ排出削減を進める現実的なアプローチとなり得ます。

今後の展望

この技術が実用化されれば、グリーン水素やブルー水素よりもさらに低コストでの水素生産が実現し、水素経済への移行を加速する強力なドライバーとなるでしょう。研究者たちは、この触媒システムをさらに最適化し、スケールアップのための実証試験を進める計画です。将来的には、工場が排出する廃熱をその場で利用して自社のプロセスに必要な水素を生産する、といった分散型水素生産モデルの確立も視野に入っており、エネルギー自給率の向上と地域経済の活性化にも寄与する可能性を秘めています。