IFではなくWHEN --- 人工光合成への期待2010年11月30日

根岸英一氏(2010.11.25)
 先日、ノーベル化学賞受賞の根岸英一氏のお話を聞く機会があった。私は有機化学に関しては門外漢で、今回の受賞の研究内容もよくは理解できていないが、一般人を対象にしたお話だったので、とても面白く聞くことができた。

 根岸英一氏は非常にアグレッシブな方で、元気の出る話だった。特に興味深かったのは人工光合成の話だった。
 根岸氏には「過去のテーマ」と「現在のテーマ」の他に、自身へのチャレンジとしての「未来のテーマ」があるそうだ。ノーベル賞受賞の対象になったのは、もちろん「過去のテーマ」であり、人工光合成は未来のテーマである。

 私は人工光合成についてよく知らなかったが、根岸氏が熱く語るの聞いて、つい引き込まれた。光と炭酸ガスと水から有機化合物を作る光合成は、自然界で植物が日常的に営んでいる。これを化学工業化できれば、エネルギー問題や地球環境問題への画期的な解決策になる可能性があるそうだ。
 人工光合成の研究のポイントは根岸氏の専門分野である触媒であり、鉄などの遷移金属触媒が利用できる可能性が高いそうだ。

 根岸氏は、日本は人工光合成の研究に優秀な人材を投入するべきだと主張し、その実現についてはは「IFではなくWHEN」の問題だと語った。

 私も、この分野に注目しようと思った。そして、『日経サイエンス』の最新号(2011年1月号)を見ると「人工の葉で水素燃料」というタイトルの人工光合成に関する翻訳記事が載っていた。 何となくソワソワしてくる。

コメント

_ 村井正治 ― 2011年01月03日 14時26分

エネルギーを確保できるのであれば炭酸ガスと水があれば従来の技術で問題なく多くの物質(有機化合物)を製造することは可能です。残念ながらそのエネルギーを確保するために炭酸ガスを放出しているのです。そのために太陽光エネルギーなどを有効利用して利用しやすいエネルギーに変換すれば、炭酸ガスの放出量は削減でき、あえて膨大な資金を投じて工場を作り、炭酸ガスから有機化合物を作る必要もありません。根岸先生のお話には大きな誤解もあるように思います。混乱を避けるためには、多くの人にエネルギーに関する基礎的な知識をもってもらうことが大切だろうと思うのですが、抽象的で理解が得られにくいのが欠点です。必要があれば、エネルギーを正しく理解していただくために作成した資料をお送りします。

_ 神登山 ― 2011年01月10日 00時39分

先のコメントをいただいた村井正治氏から送付していただいた「炭酸ガスを原料にするという話」というタイトルの文書を以下に掲載いたします。

神登山

==== 以下、村井正治氏氏の文書 ====

炭酸ガスを原料にするという話

「光合成によって、水と炭酸ガスとから炭水化物がつくられる。自然界で行なわれているこの光合成を人工的に行なうことは100%できる。いつできるかだ。炭酸ガスは資源だ。」という趣旨の話をノーベル賞者の根岸英一先生がされたと話題になっているようです。

物質の視点からだけで考えると、かなりな時間はかかるでしょうが、この話は正しいのでしょう。ただ、化学反応は物質だけで行われているわけではなく、必ずエネルギーが拘わってきます。

水と炭酸ガスを出発物質として食糧などの有機化合物を得るためには必ずエネルギーが必要になります。植物の光合成では太陽光をエネルギー源にしています。同じことを人工的に行っても、同じ量のエネルギーを加える必要があります。

水も炭酸ガスも一般的な地球上の環境下では極めて安定です。安定だということは食糧などの不安定な物質に変換するためには外部からエネルギーを供給する必要があるのです。

地球上では食糧が不安定であるために、酸素と反応して最終的に安定な水と炭酸ガスになり、その際に放出されるエネルギーを利用して動物は生命を維持することができるのです。

根岸先生も大元のエネルギー源としては太陽光を念頭においておられるのでしょう。確かに植物の光合成では太陽光エネルギーの利用効率が非常に低いので、効率のいい太陽電池などで発電すれば植物の光合成よりも太陽光エネルギーの利用効率は高くなるでしょう。

しかし太陽電池で発電したのであれば、その電力を上手に利用して、化石燃料を燃焼してエネルギーを取り出すことをやめていけば、炭酸ガスを排出する必要はありません。

太陽電池で発電した電力を利用して工場で水と炭酸ガスから食料などを合成するほうが太陽光エネルギーの利用効率が高くなる、という話であれば完全には否定はできませんし、土地の利用効率も高くなるかもしれません。

しかし、この場合には経済性の問題になってきます。発電装置を作り有機物合成装置を作って食糧などの有機物を合成するためには莫大な資金を投じる必要があり、林業や農業と競争するのは常識的には不可能です。

また、こんな合成技術を開発するのに長期間を費やしていたら、化石燃料はどんどん炭酸ガスに変換されてしまいます。

とりあえずは炭酸ガスの放出を減らすことが大切であり、炭酸ガスは資源だなどと言っている段階ではないと思います。途上国が経済発展して急激に放出量が増加しているのです。

ひとたび、空気中に分散された炭酸ガスは経済的に分離・濃縮するのが厄介です。空気中から取り出した炭酸ガスを利用して人工的に食糧などを合成しようという試みは、実質的には不可能と考えたほうがいいのではないでしょうか。

地球の表面や大気中にはすでに十分な炭素原子は存在しており、これから先に地下に眠っている炭素原子を空気中に放散しなくても足りるのです。そのために、炭酸ガスは資源だという主張はポイントが外れていると思うのですが。足りないのは炭素源(炭酸ガスなど)ではなく、安価で利用しやすいエネルギーなのです。

_ 人口論 ― 2017年06月02日 14時33分

でもどんなに農業を増やしてCO2削減したとて、
その収穫量が人口増に追っつかないようでは全体としてはCO2は増えて飢餓も増えてしまうよ。
「人口は制限されなければ幾何級数的に増加するが生活資源は算術級数的にしか増加しないので、生活資源は必ず不足する」
とマルサスが人口論で言ってるのだから。
結局人口論になっちゃうんだよ、CO2の問題は。

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