英ケンブリッジ大学、自然物から合成ガスを生成する「人工の葉」を開発

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ケンブリッジ大学研究チームが、エコな「合成ガス」をつくるデバイスの開発を発表した。合成ガスとは、水素と一酸化炭素の混合ガスのことだ。燃料や医薬品、プラスチックや肥料など、さまざまな製品づくりに使用されている。このガスの生産には通常、化石燃料が広く使われるのだが、同大学研究チームは今回、それを太陽光とCO2、そして水のみを使用してつくることができないかと試みた。

同研究はこれまでの工業プロセスとは異なり、植物の光合成にインスピレーションを受けており、大気中にCO2を排出することはない。そして、日光の出にくい雨の日や曇りの日でも継続的に合成ガスを生成するために、人工葉を使ったデバイスの開発が行われた。

ケンブリッジ大学

(c)University of Cambridge

現在、他の「人工葉」デバイスも開発されているが、その多くは水素のみを生成するものだ。ケンブリッジ大学研究チームは、太陽光を集める植物の分子と同様の二つの光吸収体と、自然界に多く存在するコバルト元素から作られた触媒(※1)を組み合わせることで、合成ガスの持続的生産に成功した。

研究チームが開発した人工葉の仕組みは次の通りだ。まず、人工葉デバイスを水に浸すと、一つの光吸収体が触媒を使って酸素を生成する。そして、もう一つの光吸収体が、水と二酸化炭素を一酸化炭素と水素に還元することで、合成ガスを形成するのだ。

当デバイスには、最先端の太陽電池につかわれるペロブスカイト光吸収体も含まれている。ペロブスカイト光吸収体は、高い光電圧と電流を提供するもので、シリコンなどで作られた光吸収体と比べると、二酸化炭素を一酸化炭素により還元しやすくするという。

合成ガス生成デバイスについて、「この開発の成果は、人工葉が世界中どこでも朝から夕暮れまで使用できることを意味する。」と、当研究の筆頭著者バージル・アンドレイ氏は述べる。

当研究には、オーストリア政府とオーストリアの石油化学会社OMVが共同出資している。現在、研究チームはこの技術を使って、ガソリンに代わる持続可能な液体燃料を生産する方法を模索しているそうだ。今後のさらなる研究開発が期待される。

※1 コバルトは、触媒として使うと、他の触媒よりも一酸化炭素の生成に優れており低価格

【参照サイト】Artificial leaf’ successfully produces clean gas
(※画像:ケンブリッジ大学から引用)