太陽光を利用した炭酸ガスの再資源化の試み

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本研究は地球温暖化等の環境問題に関連して、廃棄再利用等の必要性が認識されている炭酸ガスを還元し、有効性の高いアルコールを選択的に得る光電気化学的手法を得ることが目標である。炭酸ガスの削減を地球温暖化問題と関連して考えるとき、反応速度が重要である。我々は従来にない高い反応速度の実現に成功した。すなわち、メタノール中25℃、40気圧において、電極電位-3.5Vで、一酸化炭素の生成効率85%、部分電流密度425mA/cm2という工業化可能な値に達した。これはこれまで報告されていた炭酸ガスの電気化学的な処理速度より2桁近く大きい。これがそのままスケールアップできると仮定し、単位時間当たりの炭酸ガス処理の処理能力を計算すると、10m四方の電極1枚で一日当たり、生成物は2電子還元生成物の場合で2トンの炭酸ガス、生成物が6電子還元生成物の場合で0.7トンの炭酸ガスの処理能力ということになる。将来、電流密度が2.5倍、電流効率100%になったと仮定し、10m四方の電極を100枚並べたユニットを考えると、一ユニット一日当たり2電子還元生成物の場合で1000トンの炭酸ガスを処理できることになる。これはすでに工業的レベルに達している。さらに以下の研究成果も得ることができた。1.流体炭酸ガスの電気化学的還元系、およびガス拡散電極系を発展させ、さらに高い電流密度、すなわち大量の炭酸ガスを処理する手法を開発した。2.さらに、電気化学および、光電気化学法が、現実にどの程度地球温暖化問題、特に炭酸ガス問題の解決法として可能性があるかを検討した。