光合成といえば植物の特有の技かと思っていました。が、これを人工的に行う人工光合成が注目されています。光合成は植物が光と二酸化炭素と水から酸素とでんぷんを生み出します。
太陽光と水、二酸化炭素(CO2)からさまざまな有用な物質をつくるものです。
カーボンニュートラルが目指されていますが、その方法のひとつとして単に二酸化炭素を減らすだけでなく、これを積極的に資源として利用する取り組みがあります。カーボンリサイクルやCCUSと言われる取り組みです。二酸化炭素を回収し、これを材料に化学品をつくります。
出典:経済産業省
人工光合成のプロセスでは、、太陽光に反応して水を酸素と水素に分解する「光触媒」と呼ばれる物質と、そこから水素だけを取り出す「分離膜」、水素にCO2を合わせて化学合成をうながす「合成触媒」の技術が必要となります。
注目されているのが途中のプロセスで水素が生成されること。水素生成時には CO2が発生することはなく、「クリーン水素」が生まれます。ボスト脱炭素社会として、水素社会を目指す動きもあることからこのクリーンな水素はまさに社会が求めている資源です。実用化に向けての研究は産官学連携で積極的に行われていますが、大企業が参入する動きもさかんです。
分解は太陽光を吸収する光触媒か、電極を使う2つの方式が主流です。
トヨタが持つ排ガス触媒の技術を用いて、水を酸素と水素に分解する光触媒シートを開発しました。水素を安くつくることができれば、トヨタは燃料電池車の動力に使え、水素をもとに作ったプラスチック部品でクルマを安く製造できる可能性もあります。CO2を排出しないグリーン水素なので、この水素を活用すればクルマの製造時に出るCO2の抑制にもつながることが期待されます。
出典:日本経済新聞
現在のエネルギー変換効率は約1%。植物の光合成の変換効率が0.2~0.3%ということを考慮するとかなりの高効率と言えそうですが、実用化の目安とされる5~10%にはまだ距離があります。
夢の技術ともいえるものなので、ぜひ実用化してほしいところです。
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