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 豊田中央研究所は2021年4月21日、太陽光と二酸化炭素(CO2)、および水(H2O)からギ酸*1の塩を合成する人工光合成技術で、太陽光からギ酸へのエネルギー変換効率7.2%を実現したと発表した。この成果は学術雑誌「Joule」にも掲載された1)

*1 ギ酸(HCOOH)
メタノールを酸化すると、ホルムアルデヒドを経由して得られる化学物質(英語ではformic acid、塩はformate)。蟻(アリ)の毒腺の成分でもあるため、この名がある。国内では家畜用飼料の防腐剤、皮なめし用材料、医療食品向けなどに年間約70万tが使われている。

 豊田中央研究所は10年以上前からCO2の再資源化技術として、人工光合成技術の研究を続けてきた。11年に発表した当時の変換効率は0.04%。15年にはほとんどの植物を上回る4.6%にまで高めた。ただし、セル(電極)は1cm角と小さかった。

 今回の7.2%は「世界最高水準」(豊田中央研究所)と高く、しかもセルの寸法を36×36cmと大幅にスケールアップした装置を用いている(図1)。既に次のステップとして同1×1mという大型装置の開発を進めていることも明らかにした。

図1 豊田中央研究所が開発した電極寸法が36×36cmの人工光合成装置
図1 豊田中央研究所が開発した電極寸法が36×36cmの人工光合成装置
手前にあるのが、太陽電池モジュール。装置内部に5組の酸化電極と還元電極が入っている。電極の寸法を36×36cmと、従来の1cm角から大幅にスケールアップした。(出所:日経ものづくり)
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