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新エネルギーへの関心が高まる中、人工光合成の実現に挑戦する
大阪市立大学人工光合成研究センター長・天尾教授にお話を伺いました。 

日付:2016.8.26
於:大阪市立大学(大阪市)



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W_Help.gif人工光合成とは?

無尽蔵の太陽光エネルギーによって水や二酸化炭素から
水素やメタノール等の低炭素燃料を創出する技術

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光合成概念図


天尾氏: 二酸化炭素を人工光合成で燃料などに変えることで、エネルギーと二酸化炭素の
     問題の解決に繋げていきたいです。
支店長: 二酸化炭素はどこにでもありますから、成功すれば本当に素晴らしいと思います。


「小学生のころ、植物の光合成で必要となる葉緑素が『緑の魔術師』と紹介されていて感動しました


支店長 光合成には子供の頃から強い関心を持っています。小学生のときに読んだ科学の本で、植物の光合成で必要となる葉緑素(クロロフィル)が「緑の魔術師」と紹介されていて感動したことを覚えています。また、水素自動車が実用化され、水素をいかに低コストで作るかが大きなテーマとなる中で、現在の水素の製造方法はコストが大き過ぎるうえ、エコと言えるのだろうかと思っていました。電気を大量に使って分解する方法や・・・。

天尾氏 石油を使って水素を生成するなどですね。

支店長 そうですね。そうした中で、太陽光エネルギーを使って、水や二酸化炭素から水素や燃料を創出する人工光合成を研究されている当センターの活動を知りました。これが実現すれば、水素を完全に自然界から作れるのではないかと思います。先生の研究は、エコでクリーンなエネルギーを求める社会のニーズにも合致していると思うのですが、近い将来の目標と、究極的な目標は何でしょうか。

宮野谷支店長

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Help.pngクロロフィル(葉緑素)とは?

植物が二酸化炭素と水を取り込み
太陽光などの光エネルギーを使って
デンプンなどの炭水化物を合成する
光合成において、光エネルギーを
吸収する役割を持つ化学物質
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天尾教授

天尾 豊(あまお ゆたか)
大阪市立大学 複合先端研究機構 教授
    兼 人工光合成研究センター 所長
1997年 東京工業大学大学院生命理工学研究科
     バイオテクノロジー専攻 博士課程修了
1997年 財団法人神奈川科学技術アカデミー
     光機能変換材料プロジェクト専任研究員
1998年 科学技術庁航空宇宙技術研究所
    (現宇宙航空研究開発機構)研究員
2001年 大分大学工学部応用化学科准教授を経て、現在に至る

「人工光合成の技術で二酸化炭素を有用物質に変えられるようにすることが目標です」

天尾氏 現在、火力発電所や製鉄所の煙突から出てくる二酸化炭素を集める技術はありますが、集めたものを地中に埋めようとしています。近い将来の目標としては、その一部を人工光合成の技術で有用物質に変えられるようにすることです。例えば、二酸化炭素からギ酸を作って、ギ酸を分解して水素を作るといったものです。水素は運ぶのが非常に危険ですが、ギ酸は運びやすい液体です。水素ステーションにギ酸を持って行き、必要なときに触媒を入れて水素を出す、といった形で使えるのではないでしょうか。また、私は光エネルギーで二酸化炭素からメタノールを確実に作る技術も確立しました。メタノールは燃料になります。アメリカのカーレースでインディカーというのがありますが、かつては燃料をガソリンではなく、メタノールで走っていました。

支店長 同じところを高速でぐるぐる回るレースですね。


天尾氏 そうです。時速400kmくらいで周回しますね。自動車は、一見すると二酸化炭素の排出源ですが、排出された二酸化炭素から有用物質を作ることができるようになると、二酸化炭素排出問題も解決できるのではないかなと思いました。水素社会が将来どの程度実現するのかは分かりませんが、例えば東京オリンピックなどでインフラが出来るときに、その一部分に人工光合成技術が組み込めればいいなと考えています。

支店長 では究極的な目標は、二酸化炭素の削減でしょうか。

天尾氏 そうですね。まずは火力発電所や製鉄所で集められる二酸化炭素の半分程度は人工光合成の技術で有用物資に変えて、次の技術へ繋げることができればと思います。

支店長 現在のエコ技術やエネルギーは、日本にはほとんど存在しない希少物質を使うものが多いですが、人工光合成は二酸化炭素を使うところがすごいと思います。二酸化炭素はどこにでもありますから、成功すれば本当に素晴らしいことですね。

球模様


作業員



天尾教授と宮野谷支店長

「二酸化炭素からメタノールを作るのは机上で考える以上に容易なことではないのです」

天尾氏 究極的には二酸化炭素と水から、何か有用なものが出来ればというところです。水素は水を分解すれば何とか作れますので、二酸化炭素を何にするかが次の課題ですね。

支店長 二酸化炭素からメタノールを作るのは、水素を作るよりも更に難しいことなのでしょうか。

天尾氏 難しいですね。二酸化炭素はもともと有機物の燃えカスですので、それを元の有機物に還元するにはどこかからエネルギーを投入する必要があり、それを光エネルギーで補うというのが人工光合成の出発点でした。二酸化炭素から少し戻した一酸化炭素を作る研究が今はよく進められていますが、さらにその上にはギ酸、ホルマリン、メタノール、メタンがあります。二酸化炭素からこれらの燃料が作れるところまでいくとすごいと思いますが、机上で考える以上に容易なことではないのです。

支店長 そこまで行くのは難しいとしても、第1段階の水素にこれだけニーズが出て注目されているのは、人工光合成にとっても大きなチャンスではないかと思うのですが。

天尾氏 そうですね、チャンスだと思います。水素はどうしても爆発しやすいなど危険で持ち運びが難しいですので、人工光合成でギ酸やアンモニアのような安定した液体を作って運搬できるようになると、人工光合成を使った水素社会の一端が出来てくると思います。

人工光合成センター

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