阪大，太陽光によりH₂O₂からH₂を生成

大阪大学の研究グループは，太陽光照射下，H₃PO₄とメタルフリー粉末触媒を用いて，H₂O₂水溶液からH₂を生成させる光触媒技術を開発した（ニュースリリース）。

H₂O₂は漂白剤や消毒剤として重要な化学物質であるほか，燃料電池発電の燃料として利用できるため，近年は，再生可能エネルギーの貯蔵・輸送を担うエネルギーキャリアとして注目されている。

従来，H₂O₂は，H₂とO₂を多段階で反応させるエネルギー多消費型の方法により合成されている。一方，最近では，太陽光エネルギーにより水と酸素ガス（O₂）からH₂O₂を合成する（H₂O+1/2O₂→H₂O₂）省エネルギー性の高い光触媒型H₂O₂製造法も開発されており，H₂O₂のエネルギーキャリアとしての利用可能性も高まっている。

H₂O₂をエネルギーキャリアとして社会実装するには，水素キャリアとしても利用できることが欠かせない。すなわち，H₂O₂からオンサイトでH₂を生成させる反応技術（H₂O₂→H₂+O₂，ΔG○=+131kJ mol^-1）が必要。ところが，H₂O₂の還元（H₂O₂+H⁺+e^–→H₂O+●OH，H₂O₂+2H⁺+2^e->→H₂O）がH⁺の還元に優先して進行してしまう。

さらに，光触媒として用いられる金属・金属酸化物半導体を用いた場合には，表面でH₂O₂が分解されてしまう（H₂O₂→H₂O+1/2O₂，ΔG^○=-117kJ mol^-1）。そのため，これまでH₂O₂水溶液からH₂を生成させた例はなかった。

今回研究グループでは，H₃PO₄とメタルフリー粉末触媒をH₂O₂水溶液に入れて，太陽光（可視光）を照射することにより，H₂が生成することを見出した。これはメタルフリー触媒であるためH₂O₂の分解が進行しないほか，H₂O₂とH₃PO₄が水素結合することにより安定化錯体を形成して，H₂O₂の還元を抑制し，H⁺の還元を促進できるようになるため。

H₃PO₄は，古くから安定化剤として市販のH₂O₂水溶液に加えられている。そのため，H₃PO₄を含むH₂O₂水溶液を貯蔵・輸送し，安価なメタルフリー光触媒を用いてオンサイトでH₂を製造する，新たなエネルギー循環に向けての社会実装が期待できるとしている。