ボストン大学のDunwei Wang氏率いる研究チームがパワーストーンとして知られる酸化鉄、ヘマタイトとシリコンを使った“人工光合成”に成功したそうだ。
“光合成”については植物が太陽光を利用して地中からの水と大気中の二酸化炭素から栄養となる糖分を生成、その際の副産物として地球上に酸素を供給する作用として広く知られる。
■ 日本が先鞭を付けた“人工光合成”
2001年には国立研究開発法人『産総研』がこの植物の光合成メカニズムを 模倣した“人工光合成システム”を用いて可視光で水を水素と酸素に完全分解することに世界で初めて成功。
これまで科学者の夢とされて来た“人工光合成”は非常に高度な技術で困難とされていたが、遂に実現したという訳だ。
この技術は1960年代末に東京大学の本多健一教授と藤嶋昭教授が発見した光触媒水分解による水素発生研究がベースになっていると言う。
その手法とは可視光応答性のある2種類の光触媒（酸化物半導体粉末）をヨウ素を含む水溶液に溶かし、可視光を照射することで光エネルギーを変換、水から水素と酸素を取り出すというもの。
■ 太陽光と水から水素と酸素を抽出
具体的には酸素を発生させる酸化タングステン（WO3）と、水素を発生させるチタン酸ストロンチウム（Cr、Ta-doped SrTiO3）を光触媒として使用している。
植物は吸収した太陽エネルギーの1～2％、藍藻類は4％程度を利用しているのに対して、0.03％と変換効率が低く、実用化には至らなかったが、その後『NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）』が光触媒に改良を加え、今年5月に人工光合成において世界最高となる変換効率2％を達成した。
今後、光触媒の更なる高性能化を図り、最終的に光エネルギー変換効率10％達成を目指すと言う。