2020年01月30日、環境技術の未来を大きく変えるかもしれないニュースが早稲田大学から届きました。関根泰教授と大学院生の山田研成さんらの研究チームが、常温で二酸化炭素、いわゆるCO2をメタンへと効率的に変換する画期的な手法を開発したのです。地球温暖化の主要因とされるCO2を、燃料としても有用なメタンへと変換するこの研究は、いま世界中でしのぎを削る最前線の取り組みといえるでしょう。
これまでCO2の資源化には、主に希少金属であるルテニウムを用いた手法が検討されてきました。このルテニウムとは、非常に反応効率が高い貴金属の一種ですが、実用化に向けてはセ氏400度程度の高温環境が必要という大きな課題があったのです。高温を維持するための設備コストが重くのしかかり、実用化へのハードルを高めていました。今回の研究は、まさにその常識を打ち破る可能性を秘めています。
コスト減と効率化を両立する新技術
研究グループが採用したのは、ルテニウムとセリウム酸化物を組み合わせた独自の触媒です。「触媒」とは、それ自身は変化せずに化学反応を促進させる物質のこと。今回のキーポイントは、電圧をかけることでセリウム酸化物の表面に水素イオンを激しく移動させる仕組みにあります。ここにルテニウムがCO2をひき付けることで、両者が効率よく衝突し、メタンと水へとスムーズに変化するのです。
驚くべきは、わずか1ワット程度の電力で反応が進行する点です。これは従来の高温加熱が必要な手法と同等の反応速度を、常温で実現できることを意味しています。しかも、セリウム酸化物は工業的に汎用性が高く、かつ貴金属であるルテニウムの使用量も最小限に抑えられます。つまり、設備コストを劇的に下げられる可能性が高いのです。
SNS上では、この発表に対して「もし本当に実用化されたら気候変動対策のゲームチェンジャーになる」「大学発の技術が社会を変える瞬間を目の当たりにしているようだ」といった期待の声が数多く寄せられています。私自身、この技術が持つ可能性に大きな胸の高鳴りを抑えられません。エネルギー問題を解決しつつ、環境保全にも貢献する究極の循環システムといえるからです。
今後は、実験室レベルから実際の産業に応用するための大型化検証が鍵となります。研究チームは企業とタッグを組み、3年以内の実用化を目指すとしています。次世代のエネルギー社会を支える技術として、この研究の進捗を私たちはこれからも注視していく必要があるでしょう。科学の力が、地球の未来を確実に変えようとしています。
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