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2014年12月27日 (土)

CO2と水で自動車走る 資源小国・日本の救世主

2014/12/26 日本経済新聞
 
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 「空気から燃料を作る」。
 
 こんな夢のような技術の実用化が
近づいてきた。
 
 地球温暖化の元凶ともいうべき二酸化炭素
(CO2)を分解して燃料の原料を生成する
のが特徴で、日本企業が技術面で大きく
リードし始めている。
 
 資源小国・日本の救世主となるか。
 
 注目を集めそうだ。
 
■ゴミ焼却場の横に燃料生成プラント
 
 2020年初頭。ゴミ焼却場の隣接地に
設けられた巨大プールを眺めると、その底
にはいくつもの半導体パネルが太陽に
向かって設置されていた。
 
 まるで太陽光発電の装置のようだ。
 
 だが、発電するわけではない。
 
 ゴミ焼却場が排出する大量の二酸化炭素
をこのパネルで取り込んで一酸化炭素を
生成。自動車数百台が1日に使う燃料に
作り替えた――。
 
 この青写真が日の目をみる決め手となる
技術が人工光合成だ。
 
 この技術は水と二酸化炭素から
エネルギーをつくり出す光合成の原理を
応用する。
 
 半導体パネルで太陽光を受け、水を酸素
と水素イオンに分ける。
 
 次に触媒を使って水素イオンで
二酸化炭素を分解し、メタノールなど燃料
の原料になる一酸化炭素を作る。
 
 厳密に言えば空気から燃料を直接作る
わけではないが、環境汚染の原因となる
二酸化炭素を自動車の燃料やプラスチック
の原料になるメタノールに作り変えること
ができる。
 
 実現のポイントとなるのが、地表に届く
太陽光エネルギーのうち生成できる
エネルギーの割合を示す
「エネルギー変換効率」だ。
 
 この数値が高ければ高いほど実用化に
近づく。採算ラインの目安は10%だ。
 
 今年11月。東芝は国際学会で変換効率を
1.5%に高めることに成功したことを
明らかにした。
 
 それまではパナソニックの0.3%が
世界最高とされていた。
 
 植物の光合成の変換効率は一般的に
0.2%と言われる。
 
 各社の技術は条件がそれぞれ異なる
ため単純比較できないが、東芝の水準は
植物で最も効率の高い藻類の光合成の
効率に匹敵するという。
 
 太陽光エネルギーには紫外光のほかに、
可視光と赤外光がある。
 
 そこで小野さんは太陽光のうち54%を
占める可視光に着目。
 
 可視光を吸収できる素材を探し始めた。
 
 試行錯誤の末、シリコンやゲルマニウム
が可視光を効率的に吸収できることを
突き止めた。
 
 これらを重ね合わせることで独自の
半導体を完成。
 
 価格も「従来の方法より比べものに
ならないくらい安くできる」(小野さん)。
 
 さらに水素イオンで二酸化炭素を分解
する過程も見直した。
 
 触媒にはナノサイズの金を利用。
 
 二酸化炭素を分解するためにかける電圧
が小さくて済む。
 
■世界のエネルギー情勢一変も
 
 経済産業省は今年8月に公表した
「エネルギー関係技術開発ロードマップ」
に人工光合成の実用化に向けた実証実験を
22年度に始めるとの計画を盛り込んだ。
 
 官民挙げての研究開発がこれから
本格化する。
 
 人工光合成の技術の実証に世界で初めて
成功したのは豊田中央研究所だ。
 
 今から3年前のことだ。
 
 そのときの変換効率はわずか
0.03~0.04%。
 
 それから3年余りでエネルギー変換効率
は約40倍に高まった。
 
 人工光合成は空気中の二酸化炭素を
減らしながら、燃料まで生み出せる
一石二鳥の技術といえる。
 
 資源の確保に四苦八苦してきた日本が
世界のエネルギー情勢を一変させる日が
来るかもしれない。
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 実際はどうなるのか? 予想不能です。
 
 期待はしたいのですが、どうでしょう?
 
 こんな投稿もしましたが、
2014年12月 2日
 
 どの程度寄与できるのかな?
 
 東芝のやり方は植物の光合成とは
違うような気もするし、
 
>植物で最も効率の高い藻類の光合成の
>効率に匹敵する
 
 ということで、植物の光合成の効率を
遙かに越えなければいけない。
 
 発想の転換が必要です。
 
 かなり難しそう。

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