バイオ燃料・エタノール・新エネルギースレ

3383：とはずがたり：2018/09/10(月) 20:00:43: 2016.10.20 THU 17:00
「CO2をエタノールに変える方法」が偶然発見される：米大学
https://wired.jp/2016/10/20/carbon-dioxide-ethanol-reaction/

オークリッジ米国立研究所で、二酸化炭素をエタノールに変える方法が「偶然」見つかった。反応は低コスト・常温で起こすことができ、太陽光発電で余った電気を液体燃料化して保存しやすくする応用例などが期待されている。

米国エネルギー省所属のオークリッジ国立研究所（ORNL）で、ナノサイズの尖った炭素と銅を触媒として利用し、二酸化炭素をエタノールに変える電気化学プロセスが開発された。

研究者たちは銅のナノ粒子（以下の画像で球状に見えるもの）をナノサイズの炭素の突起に組み込んでつくった触媒によって、二酸化炭素をエタノールに変えた。具体的には、炭素、銅、窒素でつくった触媒を使用し、電圧をかけて複雑な化学反応を起こすことで、燃焼過程を本質的に逆転させたのだ。この触媒の助けを借りることによって、二酸化炭素の液体が水に溶け、エタノールに変化した（産生率は63パーセント）。

「この材料からこうした変化が起こることに気づいたのは偶然でした」と、『ChemistrySelect』に掲載された研究論文の主執筆者であるORNLのアダム・ロンディナンはリリースで述べている。

「わたしたちは、燃焼の廃棄物である二酸化炭素を取り出し、この燃焼反応を、非常に高い選択性で有益な燃料へと戻すという研究をしています。エタノールができたのは驚きでした。ひとつの触媒で二酸化炭素をエタノールに直接変えることは非常に困難だからです」

この方法では、プラチナのような高価な金属やレアメタルを使用する必要がない。こうした金属を使用する方法はコストがかかりすぎて費用面で実行可能性が低い。

「一般的な材料を使用しながらもそれらをナノテクノロジーで加工することで、副反応を制限し、求めている物だけを得る方法を突き止めました」とロンディナンは言う。

この方法が、低コストの材料を利用することと、常温で動作するという事実を考えると、その可能性は大きく広がると研究者たちは確信している。例えばこのプロセスを利用すれば、風力発電や太陽光発電で余った電気を液体燃料として保管できるかもしれない。

なお、この触媒がほかとは違って有効な理由は、銅のナノ粒子がナノサイズの炭素の突起に組み込まれているというナノスケールの構造にある。研究者たちによる最初の分析では、触媒の表面が突起で覆われているため、多数の場所で反応が起こることができ、それが最終的に二酸化炭素がエタノールに変わるうえで役立ったのだろうと考えられている。

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