CO2を原料としてギ酸を効率的に合成する研究が成果を上げている。三菱電機と東京科学大学が酸化チタンなどから構成する人工光合成触媒をパネル状にしてギ酸を生成させたほか、横浜国立大学と電源開発(Jパワー)、産業技術総合研究所(産総研)は、使用済み太陽光パネルから回収したシリコン(Si)を還元剤としてCO2からギ酸を合成した。
三菱電機と東京科学大学は7月28日、可視光を吸収する有機半導体である窒化炭素を用いて人工光合成触媒をパネル状にしたうえで、CO2からギ酸を生成させることに成功したと発表した。
ガラス平板状に酸化チタン層を堆積させることで、その上に窒化炭素を乗せて固定化させた。パネル状の光触媒にCO2の還元活性点となるルテニウム錯体(RuP)を吸着させ、可視光を当てることでCO2を原料にギ酸が生成されることを確認した。
従来の人工光合成方式では、反応溶液中に含まれる光触媒粒子の微粉末をろ過する作業などが必要だったが、光触媒をパネル状にすることでこうした作業が不要になり、ギ酸の回収が容易になった。また、光触媒パネルを反応液中に浸して400nmの可視光を照射することで85%の高い選択率でギ酸を生成した。これは、従来方式の80%と同等の生成効率という。
また、横浜国立大学は7月13日、電源開発、産総研と共同で、火力発電所由来の排ガスに含まれるCO2を、廃棄太陽光パネルから回収されたシリコン(Si)を還元剤とした触媒反応により、水と化合させてギ酸(H2CO2)とシリカ(SiO2)を合成することに成功したと発表した。
CO2濃度14%の石炭火力発電所の排ガスをボンベに回収し、9気圧に昇圧して廃棄シリコンと接触させてギ酸を合成することに成功した。CO2基準のギ酸収率は73%に達したという。
研究グループは、これまでも純粋なCO2と高純度シリコンを反応させてギ酸が得られることを確認していたが、今回、実際の廃棄シリコンと排ガスを特殊な処理工程を得ることなく活用できることを実証した。廃棄太陽光パネルの新たな有価値リサイクル方法の確立に向けた成果という。
ギ酸は、液体で運搬や貯蔵が容易で、人工光合成の生産物として太陽光を活用した場合、再生可能エネルギーの貯蔵媒体として注目されている。ギ酸から水素を取り出した場合、水素キャリアとしても位置付けられる。防腐剤・殺菌剤・洗浄剤として各種産業で幅広く活用されており、年間2万tの国内需要がある。