大阪市立大学の吉田朋子教授らのグループは光エネルギーを利用して二酸化炭素から一酸化炭素を作り出す光触媒の機能向上に成功しました。一酸化炭素は水素と反応させることで種々の有機物の原料となります。二酸化炭素から有機物を作り出す出発点という意味で人工光合成ともいえる技術です。

 炭素を含む有機物は生物が生きるためのエネルギー源になるばかりか、ガソリンなどの燃料、プラスチックや化学繊維といった私たちの豊かな生活に欠かせない様々なモノの原料にもなります。これまで人類の文明は、石油や石炭といった化石資源に大きく依存していました。しかし、それらを地中から取り出して利用したことで大気中の二酸化炭素の増加が問題となっている他、限りある資源を使っていることから持続性も懸念されています。現在、大気中に放出された二酸化炭素を安定的に再利用する方法は植物が行う光合成以外にありません。もし人工光合成を確立することができればこの状況を覆すことができると期待を集めています。

 今回用いたのは半導体で太陽光のエネルギーを吸収することで、二酸化炭素を一酸化炭素に変化させる方法です。このように光を吸収することで化学反応を促進させる物質を光触媒と言います。この光触媒に銀の微粒子を添加すると反応を著しく促進することが分ってきました。特に、銀微粒子を1nm(1ナノメートルは10億分の1メートル)程度のサイズにした時に一酸化炭素が効率よく生成されることを明らかにしました。

 今後はさらに効率よく二酸化炭素を減らし、一酸化炭素を得るための触媒の開発を目指すということです。二酸化炭素の増加とエネルギー不足はどちらも全人類規模の問題として解決が急がれているものの、決定的な打開策は見出されずにいます。この双方を解決できるかもしれない人工光合成は人類社会の継続的な発展において今後益々重要な役割を負うことになるでしょう。

出典:【大阪市立大学】人工光合成の光触媒反応を促進する銀ナノ粒子の機能を解明

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大学ジャーナルオンライン編集部

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