人類が喫緊に解決すべき課題として「エネルギー枯渇」「有用炭素資源枯渇」「温暖化による環境変動」が挙げられるが、これらの問題は根本的には一つの原因によるものである。これらの課題を解決する未来技術として、「人工光合成」が注目され始めた。「人工光合成」とは、太陽の光をエネルギー源として水および二酸化炭素といった低エネルギー物質を、石油のような高エネルギー物質へと変換する技術である。「人工光合成」を理解する上で最も重要な学問体系として「光化学」という分野が存在するが、光化学を専門に学ぶ機会はほとんどないため、「人工光合成」の真の課題なども理解し難いものとなっている。
本講演では、「人工光合成」の意義とこれら理解する上での基礎的な光化学の特徴について、可能な限り簡単に解説する。さらに、人工光合成研究の中でも、二酸化炭素をエネルギー・有用炭素資源 (石油資源) へと変換する技術の未来像を中心に解説する。
- CO2を光資源化する意義
- 人類が直面している三大危機
- 枯渇する炭素資源
- 三大危機の原因
- 人工光合成の意義
- 太陽エネルギーと光合成の規模
- なぜ人工光合成なのか? 〜他のエネルギー技術との相違〜
- 天然光合成の脅威の機能と人工光合成
- 光反応のタイムスケール
- 多電子変換の重要性と困難さ
- 天然光合成系の緻密な構造
- 天然の光捕集系
- Zスキーム
- 電子伝達系
- 人工光合成系 (Solar Fuels) の研究例
- 本多 – 藤島効果
- 光水素発生
- 光酸素発生
- 国内と海外の動向
- CO2の資源化技術
- CO2を還元する困難さ
- キーワード解説
- 半導体光触媒系
- その他の触媒
- 金属錯体光触媒
- 単一系錯体触媒
- 混合系増感系触媒
- 連結系光触媒
- 現状のエネルギー変換効率
- 今後の課題と展望
- まとめ
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