京都大学は、従来の人工光合成技術では適用が難しかった、水に溶けない有機物を水によって還元変換する光触媒系の開発に成功したと4月23日に発表。これまで水分解と二酸化炭素(CO2)還元にほぼ限定されていた人工光合成反応を、有機物の変換反応に適用できることを示した。
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今回開発された光触媒反応系の概念図。水溶液相(水色)での水酸化(半導体固体光触媒)、有機溶液相(黄色)において有機物還元変換(金属錯体光触媒)の様子。フェロセニウム(Fc+)/フェロセン(Fc)が自発的な液相間電子輸送と、それによる酸化・還元反応の連結
(出所:京大ニュースリリースPDF)
同成果は、京大大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻の中田明伸講師、同・板垣廉大学院生、同・阿部竜教授、中央大学 理工学部 応用化学科の張浩徹教授らの共同研究チームによるもの。詳細は、米国化学会が刊行する機関学術誌「Journal of the American Chemical Society」に掲載された。
人工光合成は、クリーンで豊富な水を反応剤(電子・プロトン源)とし、投入した光エネルギー(太陽光が理想)を生成物中に蓄えることで、化石資源や電力などを必要とせず、燃料や化学品といった価値のある生成物を得られる可能性がある技術として研究開発が進む。しかし従来の人工光合成研究では、基本的に水の光分解による水素生成や二酸化炭素の還元による「C1化合物」(一酸化炭素、メタノール、メタンなどの炭素数1の化合物)の生成にその反応適用例が限定されていた。