太陽光を利用した人工光合成｜植物でなくても光合成はできる！？

豊田中央研究所が人工光合成の実証に成功

光合成、と聞くと植物が二酸化炭素を取り込み、酸素を放出する様子を思い浮かべる方がほとんどでしょう。しかし、2011年9月20日、トヨタグループ所属の豊田中央研究所により人工光合成の実証に成功したことが発表されました。植物でなくても光合成ができるようになったのです。

そもそも光合成とは、水と二酸化炭素（CO2）を利用して光エネルギーを化学エネルギーに変換する化学反応のことです。

地球温暖化の原因とされている、二酸化炭素（CO2）を資源に活用できる可能性が広がるため、この化学エネルギーが環境問題を解決できる抜本的な手段として注目を集めています。

人工光合成の研究は、1970年代から世界的に進められてきました。しかし、特殊な有機物や太陽光に含まれない波長域の紫外線、外部からの電位エネルギーなどが必要で、植物と同様な自然状態で人工光合成を行うことができませんでした。

今回は光触媒と「プロトン交換膜」を用いることで、水（H2O）と二酸化炭素（CO2）から有機物であるギ酸(HCOOH）をつくり出すことを実証しました。

しかし、今回の実験では原理を実証しただけに過ぎません。効率を考えずに「とりあえず人工光合成ができる」という段階にしか至っていないため、実用化にはまだ多くの課題が残されています。人工光合成による太陽光エネルギー変換効率は0.04%ほどであり、一般的な植物の光合成による変換効率は0.2%です。

植物の光合成の変換効率を超えなければ、ただ植物を植えれば良いだけの話になってしまいますから、人工光合成を行う意味がなくなってしまいます。とはいえ、深刻化が進む地球温暖化を解決できる手段として、今後の開発に期待したいところです。

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