化学・薬品産業総合スレッド - 1070807006

2031：荷主研究者：2018/10/23(火) 23:07:39: http://www.sankeibiz.jp/business/news/180924/bsc1809240500006-n1.htm
2018.9.24 05:59　Fuji Sankei Business i.
三菱ケミカル、ＴＯＴＯ、東大など人工光合成でプラスチックやゴム製造

水に浸した光触媒シートから水素と酸素が出てくる様子【拡大】

　■ＣＯ２を資源に　循環炭素社会到来

　地球温暖化の元凶として厄介者扱いされている二酸化炭素（ＣＯ２）を、資源として活用する取り組みが進められている。三菱ケミカルホールディングス傘下の三菱ケミカルなどは、人工的に作り出した光合成（人工光合成）を活用して水とＣＯ２から化学品を作る技術を研究しており、２０３０年ごろに商用化したい考え。化石資源に頼らずにプラスチックやゴムを製造でき、ＣＯ２も減らせる夢の技術は、もはや夢ではなくなろうとしている。

■光触媒活用でコスト抑制

　「人工光合成が商用化されれば循環炭素社会が到来する」

　三菱ケミカルの瀬戸山亨執行役員（フェロー）は、同社が参画する「人工光合成プロジェクト」が研究を進める人工光合成の意義をそう説明する。

　プロジェクトは、１２年に経済産業省の直轄事業としてスタート。１４年に新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）へ引き継がれた。実際に研究開発を行うのは「人工光合成化学プロセス技術研究組合（ＡＲＰＣｈｅｍ）」で、三菱ケミカルのほかにＴＯＴＯや東大などが参画している。

　植物の光合成では、太陽光エネルギーを使って水を水素と酸素に分けた後、水素と空気中のＣＯ２を反応させて糖（でんぷん）を得る。これに対し、人工光合成は同様に水を酸素と水素に分離した後、水素とＣＯ２を反応させてメタノールを合成。さらにエチレンやプロピレンといったオレフィン類を製造する。光合成と同じではないが、それを模したものといえる。

　水素と酸素は水に浸した光触媒に太陽光を照射して得る。ＡＲＰＣｈｅｍが今年１月に試作した大型反応装置は、縦と横が約１メートル、厚さ１８ミリの板状をしていて、内部に光触媒のシートが９枚置かれている。

　水の分解には太陽電池で得た電気を利用する方法もあるが、光触媒は「電気が不要なのでコストを抑えられ、日照時間が長い赤道直下に装置を置けばコスト回収のハードルはさらに低くなる」（瀬戸山氏）。一方、太陽光エネルギーからどれだけ水素を作り出せるかを示す変換効率は太陽電池に分があるとされるが、プロジェクト開始当初に０．２％だった変換効率は、直近では３．７％にまで高まっている。これは植物の光合成の１０倍以上の水準だ。

　プロジェクトでは、最終年度の２１年度に１０％を達成したい考え。達成すれば、実証実験が可能になるという。並行して水素と酸素を分離する膜や、オレフィン製造に使う合成触媒も開発中だ。

■温暖化対策に大きな一歩

　日本は光触媒の研究で世界のトップを走っている。もともと光触媒の研究は、１９７０年代初頭に東大大学院生の藤嶋昭氏と指導教官だった本多健一助教授（ともに当時）が、水に浸した酸化チタンの結晶酸に紫外線を当てると水が分解されて水素と酸素が発生する「本多－藤嶋効果」を発見したことに始まる。「多くの国は諦めて太陽電池に行ってしまった」（瀬戸山氏）だけに、日本にかかる期待は大きい。

　温暖化対策ではこれまで、ＣＯ２を排出しないか、排出量を減らすことに重きが置かれてきた。石炭火力発電から再生可能エネルギーへのシフトは代表例だ。しかし、それだけでは年々深刻化する温暖化の対策としては不十分との声も聞かれる。

　これに対し、人工光合成は火力発電所が排出したＣＯ２で化学品を作るといったように、資源として活用できる。温暖化対策が大きく進展すると期待されるだけに、一刻も早い商用化が待たれる。（井田通人）