NEDO、人工光合成に挑む。実用化は３０年が目標

　水槽の底に置かれたシートから細かい気泡が次々にわき上がっている。早送りの動画と思えるほど気泡は猛スピードで発生し、水の中を上昇していく。

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）が開発した光触媒シートによる水分解を撮影した映像だ。光を照射すると光触媒の働きでシートに酸化力が発生。その酸化力で水が酸素と水素に分解され、気泡となった。

　ＮＥＤＯは光触媒技術を活用した人工光合成の開発に取り組む。太陽光を受け、ＣＯ２と水からでんぷんと酸素を作る植物の光合成を模し、太陽光エネルギーでＣＯ２を資源化するのが人工光合成だ。

　ＮＥＤＯは３０年を実用化の目標とする。商業プラントは、水分解装置を火力発電所や大規模工場の近くに設置するイメージだ。降り注ぐ太陽光で光触媒が水を分解し、気泡から水素を抽出する。火力発電所や工場の排気から回収したＣＯ２と水素からオレフィンを製造。オレフィンはプラスチックの材料として素材メーカーに供給する。ＣＯ２の放出を防ぐだけでなく、プラスチックを作るための化石資源の使用量も減らせる。

光触媒がカギ

　実現のカギを握るのが光触媒だ。ＮＥＤＯと三菱化学などが参加する「人工光合成化学プロセス技術研究組合」は１５年３月、太陽光エネルギーから水素を作り出す変換効率で２％を達成。１６年９月末には３％に向上させた。

　開発プロジェクトは経済産業省の事業として１２年にスタートし、１４年にＮＥＤＯへ移った。プロジェクトマネージャーを務めるＮＥＤＯ環境部の服部孝司主査は「当初の変換効率は１％以下だった。確実に効率が上がっている」と手応えを語る。

　人工光合成は欧米でも研究が始まっている。ＮＥＤＯ環境部の吉澤由香主任研究員は「ＮＥＤＯは実用化も見据えている」と違いを強調する。猛スピードで気泡が発生していたシートは１枚の基板上に光触媒を塗布した。

　変換効率３％を達成した装置は２枚の基板を使う。シートが１枚だと１・１％に落ちるが、簡易工程で作成できるため製造コストを抑えられ、実用化へのハードルを下げられる。

　２１年度には実用化の水準となる１０％を目指す。ＮＥＤＯなどは高効率化できる光触媒材料の探索を続けながら、低コストな製造方法も検討する。

２度Ｃ未満にしても異常気象の影響が

　パリ協定は気温上昇を産業革命前に比べ２度Ｃより低くし、１・５度Ｃに抑える努力目標も掲げる。科学者は２度Ｃ未満を達成しても異常気象の影響は残るが、被害を軽減できると予想する。

　そして２度Ｃ未満のために人類が排出できる残りのＣＯ２は１兆トンと分析。現在のペースで排出が続くと３０年以内で突破する。温室効果ガスの排出と吸収の均衡が迫られ、パリ協定には「最新の科学に従って早期の削減を行うことを目的とする」と明記された。ＣＯ２の回収・利用技術の出番がやってきそうだ。
（文＝松木喬）