大学・企業の研究成果


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大学・企業の研究成果

首都大学東京

首都大学東京 植物の「光合成」の謎は葉緑素のクロロフィルにあると以前から考えられてきましたが、最近の研究で植物のクロロフィルに触媒の働きをする秘密があり、クロロフィルの中の「光吸収用ポルフィン錯体」や「酸素発生用Mn錯体」と言われる物質が光を取り込んで水を酸素と水素に分解する重要な役割を担っていることが解かっています。
そこで、「首都大学東京」の井上晴夫特任教授は、金属錯体を光触媒として用いる研究方法に注目しました。「これまでの金属錯体を用いた人工光合成の研究には、まだ解決しきれていない問題が多くあります。中でも最も大きな問題が水からどうやって電子を取り出すかなのです。紫外線を使えば問題は軽減しますが、紫外線は太陽光に数%しか含まれていません。太陽光エネルギーを有効に使いこなすためには、その大半を占める可視光を利用する必要があるのです」と井上晴夫特任教授は強調しています。
そして、井上教授が発見したのが「1光子2電子酸化反応」と言われる反応で、これによって「人工光合成」の実用化が少し現実味を帯びてきたと言えます。

独立行政法人産業技術総合研究所

独立行政法人産業技術総合研究所 経済産業省傘下の独立行政法人「産業技術総合研究所」は、植物の「光合成」メカニズムをヒントに太陽光エネルギーを用いて水から水素を生成する「人工光合成」プロジェクトに取り組んでいます。
もともと、「産業技術総合研究所」では植物の「光合成」メカニズムを模倣すれば、可視光(自然の太陽光)での「水の完全分解」ができると考え研究を継続してきました。
可視光での「水の完全分解」とは自然の太陽光を用いて、水を水素と酸素に2対1に化学量論比で定常的に分解することを意味します。
光を吸収する触媒材料としては、これまで使われてきた不安定な金属錯体系ではなく安定して酸素を発生しやすい可視光応答性の高い「チタン酸ストロンチウム」や「酸化タングステン」などの酸化物半導体光触媒を用いました。
その結果、「産業技術総合研究所」は、世界初の可視光での「水の完全分解」反応に成功しました。つまり、「人工光合成」の前半部分の明反応を可視光で成功した訳です。