2011年9月21日水曜日

【エネルギー】人工光合成:水とCO2のみを原料で成功 世界初、豊田中央研究所

科学ニュース+板 (41/127)

1:宇宙三銃士スターボーφ ★ 2011/09/20(火) 18:43:45.29 ID:??? << 74
人口光合成
 トヨタグループの豊田中央研究所(愛知県長久手町)は20日、水と二酸化炭素(CO2)を原料にし、太陽光エネルギーを利用することで有機物をつくり出す人工光合成に成功したと発表した。

 豊田中央研究所によると、特別な薬品や極めて強い紫外線などを利用して成功した例はあるが、植物と同様に水とCO2のみを原料として成功するのは世界初という。米国の化学誌電子版に掲載された。

 CO2削減による温暖化防止や、石油に代わる新しいエネルギー源として将来、活用が期待できるという。 ただ、太陽光のエネルギー変換効率は0.04%と、植物の光合成に比べ約5分の1と低い。今後は変換効率を高めるとともに、アルコールなど用途が広い有機物をつくり出し、自動車の動力源などへの利用を目指すが、実用化のめどは立っていないという。

 今回の技術は、水から電子を抽出し、光を吸収する半導体で太陽光を受け、抽出した電子を活性化させる。さらに希少金属の一種を触媒に使って、その電子とCO2から、酢の仲間の有機物である「ギ酸」をつくるという。

毎日新聞 2011年9月20日 18時18分
http://mainichi.jp/select/biz/news/20110921k0000m020022000c.html
プレス記事
http://www.tytlabs.co.jp/japanese/news/press/20110920_press.pdf
関連スレ 【エネルギー】光吸収100倍以上の低コスト太陽電池を開発 さらに、生活排熱で発電も? 2013年の実用化目指す/岡山大
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1316440135/
【エネルギー】砂から太陽電池、砂漠で発電 東大などが新エネ構想
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1314434743/
3:名無しのひみつ 2011/09/20(火) 18:48:11.89 ID:lpVzvi4h << 9
マジならノーベル賞
24: 【東北電 86.4 %】 2011/09/20(火) 19:35:15.19 ID:9F+HcktY << 25
米国の化学誌に掲載されるのはいいとして
日本の化学誌には掲載されないのかされてもスルーなのか
25: [—{}@{}@{}-] 名無しのひみつ 2011/09/20(火) 19:39:40.49 ID:gibIK8a0
26:名無しのひみつ 2011/09/20(火) 19:40:36.47 ID:y9o4QSa6 << 31
触媒の希少金属が日本にあるのか
心配である
31:名前をあたえないでください 2011/09/20(火) 19:52:46.59 ID:pwfSmTX1 << 69
>>26

阿武隈山系に希少金属の鉱山があり 現在 採算上 休鉱

例えば 城里町の高取鉱のwとか 大子町の本州唯一の金山とか
33:名無しのひみつ 2011/09/20(火) 20:12:00.22 ID:64cdhfjK << 63
http://www.nikkei.com/news/headline/article/g=96958A9C93819696E0E2E2EB918DE0E2E2EBE0E2E3E38698E2E2E2E2

> リン化インジウムの半導体にルテニウムと呼ぶ特殊な金属などを塗布
希少っぽい名前だ!( ゚ω゚ )
63:名無しのひみつ 2011/09/20(火) 22:13:56.40 ID:rj32x9HH
>>33
ルテニウムはHDDのプラッタに塗布するくらいだからまあマシな部類
36:名無しのひみつ 2011/09/20(火) 20:19:33.35 ID:4NZ/Dxvw << 37 69
んー、これだけはっきり書かれてるのに、どーして実用化の目処が立ってないんだ?
変換効率とか、希少金属以外に、何かクリティカルな欠点があるんだろうか。
69:名無しのひみつ 2011/09/20(火) 23:12:29.93 ID:fzJQ8S8x
>>31
そんなんじゃ役に立たん

>>36
>どーして実用化の目処が立ってないんだ?
コストが論外。
37:名無しのひみつ 2011/09/20(火) 20:23:09.41 ID:XEyX+5E3 << 43 47
>>36
なんでコストの問題を軽視するのか分からん
100g1000万円の小麦粉を買う奴が居るとでも思っているのか?
43:名無しのひみつ 2011/09/20(火) 20:45:56.42 ID:+f8jvi83 << 44
>>37
研究って言うのはそう言うものだよ
お前が普段使っている、色々な製品だって莫大な額の研究開発費を投じて作られたものなんだよ

44:名無しのひみつ 2011/09/20(火) 20:53:47.11 ID:XEyX+5E3 << 47
>>43
何を言いたいのか分からん

実用化するにはコストの事も考えなければならない、って書いただけなんだが?
48:名無しのひみつ 2011/09/20(火) 21:10:09.95 ID:/lHRIc6d << 52
それとも何か?将来的には光合成効率が、100倍太陽光発電並に超効率で光合成出来る様になるのか?
52:名無しのひみつ 2011/09/20(火) 21:30:08.16 ID:V5Ciawki << 53 64
>>48
エネルギーは電流にしてもすぐ霧散する。
光合成のいいところは、今回は蟻酸と酸素だが、エネルギーを貯めておけるところだ。
エネルギー密度の高いエタノールとかにさらに還元すれば、貯蔵量の低い電池なんて積まずに
燃料タンクで電池の何倍もエネルギーを貯めておける。
64:名無しのひみつ 2011/09/20(火) 22:22:16.27 ID:9HYgxVdb
>>52
エタノールまで持っていけたらいいなぁ
呑めるし
53:名無しのひみつ 2011/09/20(火) 21:42:47.49 ID:/lHRIc6d << 60
>>52
オーランチキトリウムでも工場で生産すりゃいいんじゃないの?
太陽光で
60:名無しのひみつ 2011/09/20(火) 22:11:29.54 ID:ykLSGJsR
>>53
具体的にどういう方法で?電流から餌が効率的に作れるようになれば、そりゃそっちの方がいいけどね。
54:名無しのひみつ 2011/09/20(火) 21:44:39.60 ID:n5KIS470 << 57
人工光合成
核融合炉
量子コンピュータ
軌道エレベーター

まだですかって
57:名無しのひみつ 2011/09/20(火) 22:02:41.99 ID:I7l1IHKh
>>54
今回のニュースで上二つのプロトタイプまではできたことがわかった
76:名無しのひみつ 2011/09/20(火) 23:32:46.58 ID:yECxOUhh << 84 127
大気中の酸素が増えることによる環境破壊が心配だ。
酸素は有毒。
127:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 09:32:39.62 ID:HY+wAg3M
>>76
嫌気性生物乙
84:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 00:13:50.95 ID:SWLN8Rh8 << 101
>>76
空気中の炭素を巡って炭素収集権が国際的に売買される時代がくるかもな。
101:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 02:33:02.01 ID:7JBrJgk7
>>84
火力発電所や化学工場、炭酸ガスを出す施設の周りに人工光合成の施設を作って
濃厚な炭酸ガスの排気を使えば多少効率が低くても実用化できるんじゃね?
90:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 00:35:18.65 ID:GR4eEAbg << 91

ん?

2水 + 2二酸化炭素 → 2蟻酸 + 1酸素

か。
実はそんな単純なもんじゃないのかな?
91:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 00:45:10.64 ID:sSIsRZln
>>90
すげえという声が多いが、スレがのびないな
93:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 01:30:03.86 ID:CUNnlRA7 << 94 96
すぐ燃料に使えるメタンとかを効率的に生産するバクテリアを
遺伝子操作で改良する研究のほうがインパクトあると思うがな。

深海でメタンをCO2から作り出すバクテリアが発見されたようだが
これとてもCO2に何かのエネルギー源(光とか)を加えてメタンに
変換してるはずだから、光合成効率に該当する能力を遺伝子操作で高めて
バクテリアによるメタン生産プラントを目指すとか。
94:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 01:31:17.80 ID:9UhIxA69
>>93
ギ酸はメタンの誘導体だから、近いのでは。
96:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 01:46:59.29 ID:qR2u2Rwa
>>93
多分にギ酸をメタンに還元する反応も見つかるんじゃない
でも、どうせならナフサかイソオクタンを合成して欲しいけど
99:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 02:26:15.49 ID:7JBrJgk7 << 100 104
>太陽光のエネルギー変換効率は0.04%と、植物の光合成に比べ約5分の1と低い。
植物の変換効率は0.2%なのか
これでコメや麦とうもろこしができるんだから
人口光合成の変換効率が1%ぐらいになったら食料生産やエネルギーで革命が起きるな
充分将来性のある技術だ。
100:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 02:30:05.82 ID:SWLN8Rh8 << 102 112 113
>>99
1%にするためにはどんな技術が必要なのかね?
そもそも1%なんて現時点では夢のまた夢だと思うが、
にも関わらず将来性があるとする理由はなんなのかね?

絶対ありえないとはいわないが、将来性ある技術であって欲しいという
願望からくるバイアスに過ぎないんじゃないか。
102:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 02:35:56.33 ID:7JBrJgk7
>>100
将来性があるたって別に明日明後日できるなんて思っちゃいないが
何噛み付いてるんだかw
112:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 05:07:02.96 ID:4oF4DAMY << 113
>>100
植物と違って成長にエネルギーを必要としない分、何倍も効率を良くする余地はあるよ。
113:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 05:19:15.13 ID:SWLN8Rh8
>>112
>>100を書いたのはそういう意図ではないのだが、
植物が成長に使うエネルギーって植物の光合成効率0.2%に含まれると思うぞ。
でないなら光合成の生産物ってどこに行ったんだって話で。
人工ならプリズム使って効率上げることもできるので向上余地は当然あるだろう。
105:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 03:02:35.07 ID:RACZh97z << 117
仮に百%になったらどんな事が可能かね?
117:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 07:09:34.04 ID:qdv57keU << 118
>>105
金星の超高温高圧化で光合成を行い、金星のCO2の大気を別の形に変換して、
金星のテラフォーミングが可能になるかもしれない。
植物はその環境では生きられないが、光合成を行う機械なら……。


118:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 08:00:34.83 ID:AvvlMNwu << 123
>>117
金星の濃硫酸の雲を突き破り硫酸の雨で溶かされず
地球ではありえない超暴風にも飛ばされず地上に着陸し
400〜500℃90気圧の大気にも負けない装備があればな
109:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 03:24:06.87 ID:yP3LjeGP << 110
>水から電子を抽出し、光を吸収する半導体で太陽光を受け、抽出した電子を活性化させる。
>さらに希少金属の一種を触媒に使って、その電子とCO2から、酢の仲間の有機物である「ギ酸」をつくるという。

半導体かあ。現段階では海のものとも山のものともだなあ。
まあ頑張ってくれ。
110:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 04:19:16.62 ID:dVeyvYQm
>>109
> >水から電子を抽出し、光を吸収する半導体で太陽光を受け、抽出した電子を活性化させる。
> >さらに希少金属の一種を触媒に使って、その電子とCO2から、酢の仲間の有機物である「ギ酸」をつくるという。

半導体と触媒の寿命が問題だろうな。
あと触媒としてルテニウムはやっぱり高すぎる。インジウムも同様。
光合成工場を作って大規模に炭酸ガス固定による燃料生産を行うとなれば明らかにネックになる。
ニッケルぐらいポピュラーな元素が触媒として使えるなら文句ないんだが。
生成物の蟻酸もなあ。
かなり強い酸(酢酸より強い)だからあまり扱いやすくないし腐食性も強い。
ホルムアルデヒドやメタノールまで還元できればいいんだが。
メタノールならば、毒性はともかく、自動車の燃料として問題なく使えるしな。
(今はどうか知らないが、アメリカ版F1と言うべきCARTレースでの燃料は以前はメタノールだった)

とは言え、実用化を目指しての研究のスタート地点としてはそんなに悪くないんじゃないのかな。
今後はどれだけ安い触媒をどれだけ長く使えるか、効率をどれだけ上げられるか、生成物をより扱いやすいものにできるか、
そういう改良研究の積み重ねでどこまで改良できるかだろう。
それらの改良の積み重ねで一定のレベルを超えてコスト的に引き合うとなれば実用化可能な技術という事になるのだから。
最初からいきなり実用化可能な技術など生まれないよ。どんなのでも最初は「原理的には可能」ってレベル。
それをどこまで改良できたかってのが実用化されたか否かの分かれ目。出発点としては今回のはそう悪くないんじゃないの?
119:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 08:11:47.14 ID:SrFfCF8n << 120
>今後は変換効率を高めるとともに、アルコールなど用途が広い有機物をつくり出し、自動車の動力源などへの
>利用を目指すが、実用化のめどは立っていないという。

なんだこれ
全然大した事ないじゃん
お前らなんでそんなに騒いでるわけ?

120:名無しのひみつ 2011/09/21(水) 08:13:22.93 ID:MQ9momPn
>>119
都合のいいとこだけ読んで夢を見る人もいるんだよ

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