「人工光合成」実用化へ本格実験 CO2原料に化学品
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タイトルだけだと水と二酸化炭素を直接どうにかするように読めますが、実際は複数の反応・化学プロセスを組み合わせて人工光合成は達成されます。
①光触媒反応を用いた水の分解: 太陽光エネルギーを利用した触媒反応で水(H2O)を酸素(O2)と水素(H2)に分解します。この反応が肝、かつ難関です。いわゆる電気分解と同じ反応なので電気の力を使っていいならいくらでもできる反応ですが、それだと当然意味がありません。この反応を太陽光という希薄なエネルギーで促進できるのが光触媒です。
②水素と酸素の分離(分離膜など)
③有機化合物の合成: 合成触媒を用い、水素(H2)と二酸化炭素(CO2)を反応させて、様々な有機化合物の原料になる低級オレフィン等を合成します。
光合成というのは、反応全体で見るとエネルギー的に安定な化合物(水と二酸化炭素)から、より高エネルギーの化合物(有機物)を作り出す反応です。ボールが上り坂を勝手に登っていく事が無いように、何らかの細工なしには自発的には進まない反応なのです。
植物は光合成を事も無げに行っていますが、その細胞の中身は決して単純ではなく、自発的に進む複数の反応系を上手に組み合わせて電子を取り出し輸送し、所望の反応を達成します。人工光合成も結果として複数のプロセスに分かれて達成されそうですので、基本思想は似ています。
植物は偉大です。勉強すればするほど、自然にこういう機構が出来上がったことが不思議に思えてきます。
本記事の技術について、更に詳しくは経産省の資料をどうぞ(やや難)。
https://www.meti.go.jp/committee/kenkyukai/energy_environment/jisedai_karyoku/pdf/002_02_05.pdfCO2削減にカウント出来る段階にまで実用化・大型化出来るかが鍵かと思います。「やしんてきではない」と環境系の方から言われるパリ協定での-26%目標は、日本では2020年には実は既に始まります。2030年までにとのことでしたが、これが間に合うのかどうかで政策をを左右します。
この技術が本格的になると、あとは地球資源の枯渇問題に対しての対応を考えるだけで良いことになりそうですね。
CO2を原料とした化石燃料代替製品など開発されれば良いのですが。
大気中のカーボンニュートラルの解決の先は、地球全体でのカーボンニュートラルです。
