2014年01月22日08:48
金屬絡合物與半導體相結合
除了上述方法外，金屬絡合物與半導體相結合的新方法也在摸索之中。
豐田集團旗下的豐田中央研究所從2006年開始研究人工光合作用，開發出了由金屬絡合物與半導體組成的新概念催化劑。2011年9月，該研究所宣布，成功完成了世界上首例隻利用水、二氧化碳和太陽光能合成有機物的實驗。不過，雖然二氧化碳的還原反應使用的是可見光，但水的氧化反應使用的是紫外線，提高僅為0.04％的低能源轉換效率成為課題。
緊接著，鬆下公司也在2012年7月宣布，與豐田中央研究所同樣，成功開發出金屬絡合物與半導體相結合的催化劑，實現了人工光合作用。這種催化劑也是隻與紫外線發生反應，還需要實現與可見光的反應，並且提高能源轉換效率。
而且，無論是金屬絡合物還是半導體，如何實現無需使用稀有金屬，可使用大量存在的普通金屬，也是一大研究課題。
 |
| 東京大學教授堂免一成設想的人工光合作用設備模式圖。比方說，假設到2050年，在人類能源消費的3分之1由太陽能滿足的情況下，如果1套氫氣＋化學能源制造設備佔地5×5＝25平方公裡，那麼，全球大約需要1萬個這樣的設備。單是在日本國內，東京灣就需要大約2個。（供圖：堂免一成教授） |
社會保持冷靜關注很重要
井上還強調，利用人工光合作用生成什麼物質，也是今后需要充分進行討論和研究的課題。
現在，已經得到確認的主要生成物質為氫氣、一氧化碳和甲酸。在今后要想有選擇地生成甲醇和甲烷，以及分子量更大的碳化氫，就必須研發新的催化劑。
環境評估也是一個問題。井上表示：“就像在過去發現氟利昂是破壞臭氧層的原因那樣，對於像氫這樣輕的氣體分子，需要對大氣受到的影響充分進行研究。”
如上所述，在實現實用化之前，人工光合作用似乎還有許多必須克服的課題，最后，井上語氣堅定地補充說：
“如果用爬富士山來打比方，實用化之路估計剛剛走到半山腰。因此，這項技術恐怕在我們這一代無法實現，而是要把接力棒傳給新一代優秀的研究者們。但是，就像政府把實用化目標定在2030年那樣，我們也堅信這是人類必須實現的技術，並在在這樣的堅定信念下，為盡早實現實用化，舉全國之力積極進行努力。
“還有一個重要的事項，就是社會要冷靜地關注研究的進展情況。在研發過程中會出現各種情況，比方說，雖最初滿懷期待，但可能會碰到無法預料的困難﹔在原本覺得幾乎沒有可能性的方法和領域方面，出現了意想不到的新發展。因此，需要建立一種機制，使社會能夠冷靜地判斷科學技術研究一線的情況，這很重要。
“科學家和技術人員不要夸大其詞，隻談美好的夢想，而是要在每個時期向社會提供在當時可行的最佳選擇及客觀預測。社會則要冷靜地判斷、選擇應前進的方向。這樣的機制叫作‘科學傳播’，日本估計是健全的‘科學傳播’有望發揮作用的少數國家之一。因此，我們在定期召開由研究者、專家以及科學技術政策制定者、企業和市民參加的人工光合作用論壇。如果各位有興趣，不妨前來參加。”（全文完）（作者：山田久美，日經能源環境網 供稿）
 |
