可視光からギ酸を生成する人工光合成触媒の固定化に成功
――太陽光をエネルギー物質へ変換――
三菱電機株式会社と国立大学法人東京科学大学理学院の研究グループは,可視光を吸収する有機半導体であるポリマー状の窒化炭素(P-窒化炭素)を用いた人工光合成光触媒系を平面状に形成,固定化し,二酸化炭素(CO2)からエネルギー物質であるギ酸(HCOOH)を生成させることに成功した.
光触媒を用いて太陽光エネルギーを化学物質に変える人工光合成は,カーボンニュートラル社会の実現に向けた有効な手段として期待されている.本技術は太陽光の主成分である可視光域の光を,利用する手段の一つでもある.人工光合成により得られる物質のうち,液体で運搬や貯蔵が容易であるという特長を持つギ酸は,太陽光のエネルギーを蓄える再生可能エネルギーの一つとして注目されている.
人工光合成触媒系は,可視光を吸収することで励起状態となった電子を生じさせる有機半導体であるP-窒化炭素と,励起状態となった電子をP-窒化炭素から受け取り,CO2をギ酸へと還元するルテニウム錯体より成る.
これまでは,ルテニウム錯体をP-窒化炭素微粉末に吸着させ反応溶液中に分散させることで人工光合成触媒系を構築し,これに可視光を照射することで,反応溶液中に溶解したCO2を原料にギ酸を合成していた.ギ酸の大量生成には,光触媒を平面上に形成,固定化する必要があった.触媒を固定化すると,触媒粒子とギ酸の分離が不要となりギ酸の回収がより容易で,ギ酸の回収コストを減らせる.


