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オールジャパンで取り組む、石油に代わる夢のエネルギー

クリーンなエネルギーとして注目される人工光合成

 

地球温暖化により温室ガス排出を抑えようとする動きが世界中で広まっています。石油などの化石燃料を使うと、二酸化炭素が発生してしまいます。さらに最近では原発問題が浮上しています。

資源に乏しい日本は、エネルギーを確保するために、世界有数の地震国・火山国という非常に危険なところに位置しながらも、原発を再稼働しようというバカで愚かな政策を進めています。

どんなに世界有数の技術と安全性で原発施設を作ったからといっても、震度7クラスの地震に見舞われたり、福島や三陸に押し寄せた津波がきたらひとたまりもありません。安全性を保障するなんて無責任な言葉をよく吐けるなと思ってしまいます。

そんなくらいなら、世界から何と言われようが、化石燃料でエネルギーを使って二酸化炭素を排出しているほうがまだマシのような気さえします。

どうせ世界2大大国の米国と中国だってそれほど二酸化炭素排出量をクリアできるわけでもないでしょうし、日本だけ高い理想を追い求め、世界にいい顔をする必要はないでしょう。

とはいえ、日本だけわがままというわけにもいかず、できるだけ早く、二酸化炭素をはじめ地球温暖化ガスを排出しないクリーンなエネルギーを開発すべきで、日本ではその分野では世界に貢献できるのではないかと思います。

そこで今注目されているのが、クリーンな社会へ向け、水を分解して水素をつくるという人工光合成の技術です。

人工光合成というと、光触媒反応を使った技術です。太陽光が当たっているときに明反応として水が分解され酸素と水素がつくられr、そして暗反応として、明反応で作られた水素と二酸化炭素が反応することでメタノールやギ酸、酸素と反応することで過酸化水素、窒素と反応することでアンモニアといった燃料や化学j工業における原料がつくられるしくみが、人工光合成の技術です。

光触媒で、クリーンな社会へ

 

人工光合成をはじめとして、光触媒の技術はクリーンな社会で幅広く使われています。空港やオフィスビル、住宅の窓ガラス、新幹線の空気清浄機、道路にあるカーブミラー、病院の手術室の油かや壁に使われているタイル、自動車のドアミラーといったところに使われています。
窓ガラスに使われている光触媒の技術は、曇りにくいという特徴がります。またタイルなどに使われる光触媒の技術は、汚れを落としやすくします。

光触媒の2つの働き

 

ひかり触媒の応用としてガラスの表面の酸化チタン加工があります。酸化チタンは光が当たる前は疎水性で水をはじきます。したがって水がかかると小さな水滴となって曇ってしまいますが、光が当たることにより超親水性になって水は膜のように広がり、曇りを防ぐことができます。また一度光が当たると、酸化チタンは1週間ほどは超親水性としての性質を持ったままになります。窓などのガラスの表面の酸化チタンに汚れがついたとき、雨などによって水がかかると、酸化チタンと汚れの間に雨などの水滴が入り込み、水とともに汚れが落ちていきます。

もう一つ、酸化チタンは、光が当たると酸化チタン表面に近づいた酸素や水と反応して、酸化力が強い物質を作ります。そこに汚れ物質や、においの原因となる物質、さらには菌などが付着すると、高い酸化力によって分解されます。そしてこの強い酸化力の優れたところは安全性です。
酸化チタン加工されたところに、手を触れるとすると、まずはそれまで光が当たっていたことにより、その強い酸化力によって手の表面についていた菌や汚れが分解されます。しかし手で触ることによって影ができ光が当たらなくなるので、手に悪影響を及ぼすことはないということになります。

日本の夢、未来のエネルギー、光触媒を応用した人工光合成

 

クリーンなエネルギーというと、まず思いつくのが太陽光発電です。太陽光発電で得られた電気を使って、水の電気分解を行うことで、水から水素を作り、燃料とします。しkし、コストが高くついてしまいます。

一方、光触媒を用いた人工光合成はというと、太陽エネルギー変換効率が悪く、太陽光の0.3~2%しか利用できないような状況です。

これをオールジャパンで研究をかさね、東京五輪の翌年、2021年に変換効率10%にしようと、取組みがはじめられています。