CO2からエタノール生成を常温反応で高効率に

何のことを言っているのかさっぱりというタイトルになってしまったが、ゆっくり行こう。たまにはこういうのを挟むのも良いよね。

CO2から簡単にエタノールを生成する方法が偶然みつかる。常温反応で高効率、低コストが特長

BY MUNENORI TANIGUCHI 2016年10月19日 10時45分
米テネシー州のオークリッジ国立研究所の研究者が、意図せずして二酸化炭素(CO2)から非常に簡単にエタノールを生成する方法を発見したと発表しました。これまでは藻や光触媒などを利用する方法がありましたが、新しい方法ではナノサイズの銅とカーボン、窒素を用いる常温の反応だけでエタノールを作り出せます。
二酸化炭素からエタノールか。



取り敢えず何から説明すれば良いかな。
CO2(二酸化炭素)+ H2O(水) → CH3CH2OH(エタノール)
化学式ではないので注意して欲しいが、材料は二酸化炭素と水だけでエタノールが出来ることは分かるだろう。
The journal ChemistrySelectに掲載された論文を超絶にざっくりと説明すると、その技術はシリコンの上に配置したナノサイズの銅と炭素に、ドーパントとなる窒素とわずかな電圧を供給するだけでCO2を溶かし込んだ水を63%という効率でエタノールに変換する連鎖反応を引き起こすことができるとのこと。
論文の方は英語なので、読んでもハッキリとはわからない部分も多いのだが、割と簡単にエタノールが出来るらしい。
チームは、炭素、銅、及び窒素からなる触媒を使用し、基本的に燃焼プロセスを逆転させる複雑な化学反応を誘発するために電圧を印加しました。複数の反応部位を含むナノテクノロジーベースの触媒の助けを借りて、水に溶解した二酸化炭素の溶液を、63%の収率でエタノールになっ。一般的に、電気化学反応のこのタイプは、少量で、いくつかの異なる製品の組み合わせになります。
https://www.ornl.gov/news/nano-spike-catalysts-convert-carbon-dioxide-directly-ethanol
ふむ、63%という数字は驚異的と見るべきなのだろうが…。



問題は一度に生成できる量だろうな。
carbon_nanospikes
これは高解像度画像と書かれているが、写真の中に見えるヒゲのようなものが、50nmとある。
微細な領域での反応らしいので、これが効率的に二酸化炭素からエタノールへと変換できるようなシステムにすることは色々とハードルがありそうだ。
ただ、常温で反応することや、銅とカーボン、それに窒素くらいしか材料が不要で、電圧をかけてやれば二酸化炭素をエタノールに変換できるのは凄い。
さらにこの反応に使う電力エネルギーを太陽光発電で供給すれば、その場で消費するかバッテリーに蓄えておくぐらい(または売電)しかできなかったエネルギーを液体燃料として保管・運搬できるようになります。そしてエタノールの燃焼で発生するCO2はふたたびエタノールに戻せるため、大きく拡げて考えればこのサイクルは実質的にCO2排出量ゼロと言うこともできそうです。
実現すれば「エタノールを燃焼(熱エネルギーに変換) → 二酸化炭素発生 → 水に溶かして反応 → エタノールを生成」というプロセスで回せるため、高効率なシステムを作ることは可能かもしれない。



夢の様な話だが、既存の発電システムと組み合わせるのも面白いだろう。
化石燃料を燃やすと二酸化炭素を排出するが、これを水に溶かし込んで(二酸化炭素は水に溶けやすい)からエタノールに変換し、更に燃やすと。

まあ、どの程度効率が上がるか、或いは下がるのかもしれないが、二酸化炭素を出さない点だけでも利点はある。

それに、今までは二酸化炭素は捨てるしか無かったのに、そこからエネルギーが取り出せるだけでも意味があるだろう。

今後に期待したい所。


ランキングへの応援クリックよろしく!
にほんブログ村 ニュースブログ 時事ニュースへ

コメント

  1. あるけむ(R.K.M) @fwbc19652016年10月20日 8:52

    面白そうな化学反応ですね。
    確かに、太陽光発電(や光触媒)による水素生成と組み合わせるのは良さそうですね。
    また、エタノールは燃料電池の燃料にも使えます。そちらと組み合わせるのも面白そうです。
    参考)日経テクノロジー「日産、バイオエタノールを改質する燃料電池システム」

    返信削除
  2. 夢みたいですね、本当に夢だったらいややけど。永久機関っぽい^^

    返信削除

コメントを投稿

お気軽にコメントを!ハンドルネームは面倒でもお願いします。