屋内除菌や外壁美化、さらにCO₂も有効活用できる「光触媒」の力

実は、環境に優しくはなかった太陽光発電

環境に優しいエネルギー生産方式として、太陽光発電が注目されています。しかし、太陽電池パネルを製造する際、大量のエネルギーを消費してCO₂を排出しますから、トータルで考えると太陽光発電は、決して環境に優しくはありません。エネルギーを生産する工程でも、その機器を製造する工程でも、CO₂を大量排出しない方法でなければ、本当の意味で「環境に優しい」とは言えないのです。そこで現在、国家的プロジェクトとして研究が進められているのが、「光触媒」を利用したCO₂還元技術です。

「光触媒」の弱点克服が、用途を広げるカギに

現在、「酸化チタン」による光触媒が実用化されています。この物質は、強力な酸化還元作用と、超親水作用を持っているため、雨水だけで汚れが落ちる外壁用の塗料や、ブラックライトを当てることで殺菌が可能な手術室用コーティング剤などの用途で活用されています。
ただし、酸化チタンを機能させるには、紫外線を含む太陽光や、ブラックライトのような人工紫外線を照射しなければなりません。さらに、「CO₂還元」を実現するには、酸化作用よりも還元作用の方が強い酸化チタンが必要です。

厄介もののCO₂を光の力でエネルギーに変える

屋内の光でも触媒機能を発揮する「室内光型光触媒」の研究が進められ、ナノテクノロジーを駆使した新しい素材の製造法が開発されました。
すでに内装建材用として製品化されており、室内光だけで殺菌・抗カビできる塗料として、一部の駅や大学のトイレ・病院・老人保健施設に施工されています。今後は国内だけではなく海外も含めより多くの老人保健施設や病院などでも活用されるようになるでしょう。
「光触媒によるCO₂還元」も、粒子形状や結晶構造の割合を変化させることで、還元作用の強い触媒の製造法が確立されつつあります。クリアしなければならない課題は多いものの、「厄介もの」であるCO₂からメタノールやガソリンを作り出せる、画期的なエネルギー生産方式が生まれようとしているのです。

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先生情報 / 大学情報

九州工業大学工学部応用化学科教授横野照尚先生

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無機化学、応用化学

先生が目指すSDGs

メッセージ

私たちの研究室で開発した光触媒のいくつかは、すでに市販され、室内の光を利用して世界最高水準の抗ウイルス、防カビ、殺菌性能を発揮しています。現在はナノテクノロジーを駆使して、蛍光灯やLEDなどの室内光にも反応する「次世代型光触媒」の開発を行っています。
また、CO2をメタノールやメタンなどの燃料に変換する、画期的な光触媒ナノ材料も見つかっています。環境問題や光エネルギーに興味を持っているあなた、ぜひ私たちと一緒に、光触媒ナノ材料の研究・開発を進めましょう。

先生への質問

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九州工業大学は前身である明治専門学校の開校(1909年)以来、「技術に堪能（かんのう）なる士君子」の養成を教育理念に掲げ、品格と創造性を有した高度技術者・先導的研究者を育成しています。工学部・大学院工学府では学生フォーミュラー大会出場や有翼ロケット打上げ実験、小型人工衛星開発などの学生課外活動が盛んで、PBLなどの講義とあわせて実践力・応用力の強化に力を入れています。また国際交流協定校や海外インターンシップへの派遣を通じてグローバル人材育成にも注力しており、非常に高い就職率に結びついています。