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北海道大学、太陽光を高効率でレーザー光に変換できる新しい結晶を開発

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北海道大学、太陽光を高効率でレーザー光に変換できる新しい結晶を開発

北海道大学は、太陽光のエネルギーを高効率でレーザー光に変換できるCr,Nd:CaYAlO4結晶の開発に成功したと発表した。

この結晶は、太陽光のエネルギーが最大となる500nm帯近傍の波長で十分に大きい吸収を示し、430nm帯近傍の波長でも従来材料と比較し70倍以上の吸収断面積を有している。これにより、高効率で吸収した太陽光エネルギーをレーザー光に変換し、保存型エネルギーを得ることが期待できる。

この保存型エネルギーとしては、海水中に豊富に存在するマグネシウム源から固形燃料として金属マグネシウムを取り出す、光触媒を入れた水から燃料電池の原料として重要な水素ガスを取り出す(人工光合成)、などのレーザー光の利用が考えられている。

現在のところ同様の材料として、「Cr,Nd:YAG」と呼ばれる結晶材料を用いた研究が先行しているが、これは太陽光のエネルギーが最大となる波長500nm帯近傍での吸収がほとんどないとともに、その他の波長領域においても吸収効率があまり大きくないことから、太陽光エネルギーを高効率でレーザー光に変換するには至っていない。そのため太陽光のエネルギーを高効率で吸収できる新しい結晶材料の開発が望まれていた。

参考:北海道大学 - 太陽光を高効率でレーザー光に変換できるCr,Nd:CaYAlO4結晶を開発

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