地球温暖化と二酸化炭素問題解決の切り札!「人工光合成」が世界を救う/MUTube&特集紹介

文=久野友萬

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    水と太陽の光から燃料やプラスチックの合成ができるという、ちょっと信じられないような技術がある。世界のエネルギー事情を根底から覆すかもしれない人工光合成はどんな技術なのか?

    太陽の光で水素エネルギーを作る!

     見た瞬間、「コーラかよ!!」と、思わず口を突いて出た。ものすごい勢いで水が泡立っているのだ。日の光を浴びる水槽の中で、水が沸騰しているかのように盛大に泡が出ている。泡の出どころは金属板だ。
     人工光合成とは、太陽の光で水を水素と酸素に分解する技術である。水が分解される実際の映像を見せてもらったら、想像していたものと大きく違った。もっとポツリポツリと泡が立ち上るさまを想像していたのだ。どこがポツリポツリだろうか、シュワシュワだ。
     泡の正体は爆鳴気。水素と酸素が混じり合った引火性のガスである。爆発すると水になる。このガスから水素と酸素を分離させ、水素だけを資源として利用する。
     植物は光合成を行う。光を葉で受け、そのエネルギーを使って二酸化炭素と水から糖などの有機物と酸素を作る。大雑把なプロセスは、二酸化炭素を炭素と酸素に分け、水を分解して水素と酸素に分け、炭素と水素と酸素から糖などを作り、余った酸素を放出する。
     一方、人工光合成は光のエネルギーで水を分解して酸素と水素に分け、水素と炭素を使って有機物(メタンガスやオレフィンなどのプラスチック原料)を作りだす。光のエネルギーを使って水を分解する部分は光合成と同じなので、人工光合成と名づけられた。人工光合成という名前から、人工の葉緑素を作りだして空気から食べ物を作る技術と勘違いしそうになるが、実際は違う。人工光合成は光触媒という、光を当てると爆発的に化学反応を進める金属を使う。見かけからして、植物の葉っぱとは似ても似つかない。
     堂免教授はいう。
    「植物の光合成は二酸化炭素と水から炭水化物と酸素を作ります。この同じ反応を再現することは人間にはできません。現状、人間ができるのは二酸化炭素と水から一酸化炭素+酸素か、ギ酸酸素という反応になります」
     理屈上では、光と水と二酸化炭素から食べ物を作ることもできるが、工業的にはまだまだ先の話で、今は水を光の力だけでいかに効率よく分解するか?が一番の課題だ。分解してできた水素と二酸化炭素から、現在は石油や天然ガスなどの化石資源に依存しているエネルギーや有機材料を作るのが目的だ。エコであり、環境負荷を減らす技術だ。

    (文=久野友萬)

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    久野友萬

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