人工光合成でエネルギー問題と二酸化炭素問題をダブル解決

artificial photosynthesis (人工光合成)という技術があるらしいです。何でも、水と二酸化炭素と太陽光から、アルコールと酸素を作り出す事が出来るみたいです。アルコールは燃料として使えますが、残念ながらアルコールを燃焼させると二酸化炭素が発生するので、二酸化炭素問題解決にはつながらないみたいですが、代替エネルギーとしてアルコールを使えるので、かなり注目を浴びているテクノロジーみたいです(人工の葉っぱとバクテリアで、太陽光から液体燃料を生み出す技術)。日本でも人工光合成の研究が行われているようです。

人工光合成のカギ“ナノコンポジット結晶”製造に新手法

太陽光で水を分解して水素を製造する光触媒に用いることで、水分解の効率を著しく向上できる。

人工光合成は燃料電池の水素燃料の生産にも使えそうです。

人工分子で荷電を蓄電

Energy from sunlight: Further steps towards artificial photosynthesis

Green plants are able to temporarily store electric charges after the absorption of sunlight by using a so-called molecular charge accumulator. The two research teams were able to observe this process in artificial molecules that they created specifically for this experiment.

「緑色植物は、いわゆる分子電荷蓄電池を使う事で、太陽光吸収後、一時的に電荷を蓄えておくことができます。2つの研究チームは、今回の実験のために特別に作った人工分子にこの過程を観察することができました。」

人工分子を使って、植物のように分子電荷を一時的に蓄えることに成功したそうです。これで一歩人工光合成に近付いたらしいのですが、まだまだ完成までの道のりは遠いみたいです。このチームが研究している人工光合成は、犠牲試薬を一切使わないということです。

人工光合成で水を酸素と水素に分解

人工光合成を実現する混合粉末型光触媒シートを開発

NEDOは、人工光合成化学プロセス技術研究組合(ARPChem)、東京大学、TOTO(株)とともに、太陽エネルギーを利用した光触媒による水からの水素製造(人工光合成の一種)で、2種類の粉末状の光触媒を用いた混合粉末型光触媒シートを開発、太陽エネルギー変換効率1.1%を達成しました。

開発したシートは、非常にシンプルな構造で、大面積化と低コスト化に適しており、安価な水素を大規模に供給できる可能性を持っています。

人工光合成を使い、水素を安価にクリーンに大量供給できるようになり、燃料電池の普及に弾みをつけることができます。水素と二酸化炭素からアルコールを生成することも可能なので、批判の多いバイオ燃料の代替にすることもできます(地球温暖化と食糧問題から見るバイオ燃料)。

人工光合成でアンモニア製造

人工光合成技術でアンモニア製造 北大

水と窒素から光エネルギーを利用してアンモニアを製造する人工光合成の新技術を開発した。現在、工業的に用いられている手法と違って、高温・高圧にする必要がないのが利点。アンモニア以外の生成物が生じないため、分離の手間もかからない。

人工光合成で今より簡単に、おそらく、低コストでアンモニアを製造できてしまうそうです。アンモニアは非常に重要な化学物質なので、この技術が確立されれば、人類の未来に大いに貢献することになります。

人工光合成の未来

植物超えは当たり前、実用化見据える人工光合成

人工光合成の技術進化が止まらない。人工光合成で生成した有機物が持つエネルギーを入射光のエネルギーで割った変換効率は、植物を超えて5%弱になった。

生成できる有機物の種類も増えている。エチレングリコール(C2H4(OH)2)やエタノール(CH3CH2OH)といった、生成が難しいとされた、炭素数2の有機物を作れるようになった。これまでは炭素数が1のもの、例えばギ酸(HCOOH)だった。事業面でも進展しており、人工光合成のプロセスの一部を先行して実用化するメドが付きつつある

人工光合成でギ酸を生成して、ギ酸を燃料電池の水素キャリアとして使えば、超クリーンなエネルギーになるだけでなく、グリーンハウスガス問題の緩和にもなり、まさに人類にとっては夢のテクノロジーと成り得るのです。