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究極のエネルギー製造工場?人工光合成は実用化するのか

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この記事の所要時間: 335

大手企業が密かにやっている研究があります。
それは人工光合成です。
何故か?
光合成は究極のエネルギー製造工場だからです。
原始的ではありますが、確実な仕組みです。
それが効率よく安価にできるなら?
エネルギー問題は一気に解決できそうです。
一方で二酸化炭素を削減する技術としても注目されています。
では人工光合成に関する研究の現状はどうなのか?
実用化は可能なのでしょうか。

光合成とは

小学校の理科を復習しましょう。
植物は葉緑体を持っています。
葉っぱなどが緑色に見える理由でもあります。
そこで光合成が行われています。
具体的な仕組みとは?
空気中の二酸化炭素を葉の裏にある気孔から取り入れます。
また根から水分を吸収します。
これらを材料に、太陽光を変換エネルギーとして使います。
すると栄養分であるデンプンが作られる!
結果として酸素という廃棄物が出ます。

この一連の過程が光合成です。
これができるのは?
自然界では葉緑体を持っている植物だけです。

研究の現状は

人間自体が光合成できるとよいですね。
食べる必要がなくなります。
するとダイエットも不要ですね。
もちろん食べる楽しみも失せてしまいますが。
では大手企業は実際にどこまで研究しているのでしょうか。

1 東芝

人工光合成に取り組んでいる企業として、東芝があります。
材料は二酸化炭素と水であることに変わりはありません。
しかし太陽光をエネルギーとして取り入れる装置をどうするか?
太陽光発電みたいな話です。
そこで東芝は金ナノ触媒を用いています。
なお光合成で大切なことは?
このエネルギー変換効率がどの程度か?
東芝ではエネルギー変換効率を1.5%にしました。
低い数字と思いますか?
とはいえ自然の植物もその程度です。
最もエネルギー効率が高いとされるサトウキビでも最大5%!
案外太陽光エネルギーは無駄にされているのです。
一方で光合成の産物として作り出しているのは何か?
東芝は一酸化炭素を目指しています。
一酸化炭素は猛毒ですが?
それでも二酸化炭素を除去する技術として有望視されています。

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2 豊田中央研究所

一方の雄は豊田中央研究所です。
お気づきの人もいるでしょう。
トヨタ自動車の関連企業です。
人工光合成が実用化すれば?
二酸化炭素を出さない車が作れそうですね。
ならばエネルギー変換の仕組みはどうなのか?
豊田ではCO2光還元触媒というのを開発しました。
金属錯体を利用しています。
ちなみに錯体とは?
ちょっと難しい話ですが、
金属と非金属元素が結合した化合物の一種です。
なお豊田では光合成によって何を作っているのか?
主に蟻酸です。
こちらも耳慣れない物質ですね。
名前の通りアリが持っている有機化合物の一種です。
しかし極めて基本的な炭素化合物でもあります。
そこから応用例は限りがありません。
気になるエネルギー変換効率はどの程度か?
植物を超えた!
4.6%に達したようです。
後はコスト削減ですね。

3 パナソニック

人工光合成の分野ではパナソニックが老舗かも。
独自に人工光合成の技術を開発しています。
使うのは窒化ガリウムと呼ばれる半導体です。
また触媒には酸化ニッケルを利用します。
人工光合成の研究に際しては、この触媒をどうするか?
そこが大切です。
企業ごとの拘り?違いにもなっています。
なお生産物としては蟻酸や一酸化炭素のようです。
しかし将来的にはメタンを目指しているとか?
一方で変換効率は如何に?
1%に達しています。
触媒如何でこれは大きく変わります。
家電メーカーとしての底地からに期待しましょう

人工光合成は何のため

人工光合成は何のためにやるのでしょうか。
現状では主に二酸化炭素の削減を目指しているようです。
これは2020年頃には実用化したい!
どの企業そう考えているようです。
取り組んでいる企業の性格としてはそうでしょうね。
しかし光合成は栄養物を作り出す仕組みです。
将来的には食糧問題にも取り組んで欲しいですね。

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たくと
たくと
著者サイトたくとすく~る
生まれつき無関心な子供はいない! そう信じ、学習塾や講習会などで、 科学を楽しく解説しようと日々奮闘しています。 半世紀生きていますが、 気持ちは、今でも夢見る少年です。

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