東北大，太陽光による高効率水蒸気発生材料を開発

東北大学の研究グループは，3次元構造を持つグラフェンを用いた高性能な水蒸気発生材料を開発した（ニュースリリース）。

太陽光エネルギーの利用効率は，特殊な場合を除いて20~30%台であり，太陽光を有効に活用する技術が求められている。一方，太陽熱温水器やヒートポンプ等の太陽光を熱エネルギーとして活用する方法や太陽光を集光することで媒体を高温に加熱して発電に使用する太陽熱発電も試みられている。

研究では，3次元多孔質グラフェンを太陽熱温水器の集光材料に使用することで，太陽光の熱エネルギーを効率よく吸収し，さらにその熱エネルギーが局所的に集中することで，反射鏡やレンズ等の集光装置を用いることなく，水から水蒸気を発生させることに成功した。

太陽光で加熱された水は比重差による対流現象や熱伝導によって熱が拡散し，温度が均一化に向かうために熱水は保持されない。しかし，研究に用いた3次元構造を有する多孔質グラフェンでは，そのミクロサイズの孔内に捕らわれた水が集中的に加熱されて熱が拡散することなく容易に高温化できることから，水蒸気への変換効率を従来の56%（グラファイト粉を用いた材料）から80%に高めることに成功した。

この成果は，太陽光の熱エネルギーが従来の用途に加えて，蒸発・濃縮の用途にも簡単に活用できることを示した事例であり，研究グループでは例えば，海水から純水の精製，汚染水の濃縮・浄化等の種々の用途に適用できるとしている。