人工光合成の概念図

トヨタグループの豊田中央研究所は20日、太陽光エネルギーを利用し、水とCO2のみを原料にして有機物を合成する人工光合成の実証に、世界で初めて成功したと発表した。

研究チームは、半導体と金属錯体から構成される新しいコンセプトの「CO2還元光触媒」を開発。この触媒と、水を酸化分解して電子を抽出する「光触媒」を、プロトン交換膜を介して組み合わせることで、太陽光を利用して有機物であるギ酸を合成できることを実証した。

従来の技術では、●犠牲薬と呼ばれる有機物を添加する、●太陽光には含まれない波長域の紫外線を利用する、●外部から電気エネルギーを加える、など、何らかの付加的要素が必要で、水とCO2と太陽光だけで有機物を合成することは困難とされていた。

しかし、今回の研究成果では、植物の光合成と同様に水とCO2のみを原料に、太陽光エネルギーを利用することで、継続的に有機物が合成できることを初めて実証した。

研究チームによると、今回は原理の実証を行った段階で、この技術の実用化にはまだ多くの研究課題が残っているという。同方式における太陽光エネルギー変換効率は現在0.04%であり、これは一般的な植物の光合成効率の1/5程度。今後 研究チームは植物を越える効率の実現と、メタノールなどのより付加価値の高い有機物の合成技術の実現に取組む予定。

人工光合成の概念図