植物の光合成の仕組みを模倣し、光で水を分解

capra 曰く、

Monash大学の研究チームが植物の光合成の仕組みを模倣し、光で水を水素と酸素に分解することに成功した （プレスリリース、本家記事）。

この方法は植物の光合成において重要な役割を担っているマンガンクラスターで水を分解するもので、陽極にNafionというプロトン伝導体をコーティングした数マイクロメートルという薄さの高分子膜がマンガンクラスターのホストとなる。触媒であるマンガンクラスターに不溶性のNafion膜を結合することにより分解に対して安定させることができ、膜の微細孔を通して触媒に到達した水が光を受けて酸化し、水素を発生するという仕組みだそうだ。

光で水を水素と酸素に分解するアプローチは、商業的なスケールで実現すれば再生可能エネルギーとしての水素利用に大きく貢献できるかもしれないが、現在はまだデモ段階とのことである。

純粋水素利用エネルギーの問題は

[Anonymous Coward]

生成方じゃなくて（まあ安く出来るに越したことは無いが）、その扱いにくさにある。
液体で保存するには非常に高圧、あるいは低温で保存しなくてはならないし、
気体の状態ではもれやすいし、引火しやすい。

だから燃料電池なんかではわざわざアルコールの状態で保持して、
使うときにその量に応じて触媒で分解して水素を取り出し
酸化させてエネルギーを得るなんて効率の悪い方法をとってるんだから。
水素吸蔵合金も重いしね。

こういう技術、もちろんすばらしいことですが、水素の安価な生成方が出来たからといって、
一番問題になっている箇所を解決しない限り、実用化への道は一向に開けないと思うのですよ。

Re:純粋水素利用エネルギーの問題は

[Anonymous Coward]

「アルコールと触媒」の部分を「水と今回の何か」に置き換えようってんじゃないの?
そのためにも高効率化が必要だろうけど。

Re:

[Anonymous Coward]

そらむりだろ。
車のエンジンをかけようとしている時に「今お日様が出ていないからちょっと待って」
とか言うわけにはいかないだろ。
貯蔵なしでその場で水素を生成して使うというのはそういうこと。

Re:

[Anonymous Coward]

ものは考えようで、水素を扱いやすくする研究に対するモチベーションが高くなってきたと。

こういうのってニワトリと卵なんだから。

Re:

[Anonymous Coward]

燃料電池の理解がアレのような。 アルコール使う場合は、アルコールと酸素と直接反応させてるの であって、一旦水素を取り出してる訳じゃない。 アルコールの燃焼を、わざわざ高温にして水素を取り出して 酸素と反応させてるとか、言ってるようなもん。 ミクロの化学反応としては、間違っている訳じゃないがなんか変

Re:

[Anonymous Coward]

燃料電池の理解がアレのような。
メータノールを燃料に用いる燃料電池には、
メタノールを直接反応させて水素イオンと二酸化炭素、電子を取り出す、ダイレクトメタノール燃料電池と
改質器を用いてメタノールから水素を取り出して利用する、メタノール改質型燃料電池があるのだよ。

日本でも同じようなことを

[hashitom (34540)]

http://www.ed.niigata-u.ac.jp/~yagi/eng_ver/r-water_oxidation.htm [niigata-u.ac.jp]

水の酸化というのに昔の高校レベルの頭ではついていけず調べてみると見付かりました。
この中にもnafilonが。

燃料補給がいらない車？

[Kazzanov (33541)]

エンジンは水素の爆発を利用。
水素+酸素=水

水をポンプで屋根に揚げる。
水→水素+酸素

あとはポンプの動力と発火を太陽電池で賄えれば完璧。

これができるようになるのは何百年後？

Re:燃料補給がいらない車？

[Anonymous Coward]

我々の技術をお使いになってみては如何ですか?
http://srad.jp/article.pl?sid=08/06/13/088251 [srad.jp]

資金調達の方法についてもアドバイスできると思いますよ。

Re:

[Anonymous Coward]

ソコまで非効率を追求するなら、単に太陽電池だけの車で晴れた日の昼間だけ走った方が目的地には早く着けると思うぞ。

vs 太陽電池で電気分解

[Anonymous Coward]

どっちが効率いいんだろう?

Re:

[Anonymous Coward]

>どっちが効率いいんだろう?

現状の太陽電池製造にかかるコストを考えると、太陽電池の分が悪そうだな。

Re:

[Anonymous Coward]

いや、将来的には判らんが、少なくとも現状の太陽電池での電気分解はやってみて判るかどうか？っ手レベル以上では有りますよ。

＃流石に実証試験の結果がやっと出たってのと、世の中ではマジメに実用を考えているモノを比較して前者が現状で上と思うのはどうかと。

Re:

[Anonymous Coward]

単純に考えると間に電気への変換が入らない分、
光合成もどき(?)のほうが効率いいんじゃないかなぁ？

# エネルギー変換ロスはバカにならない...

昔からやってない？

[saitoh (10803)]

光触媒反応による水分解なんてのは結構昔から取り組まれていた分野ですが。 植物の光合成の仕組みを模したところがあたらしいのでしょうか？

Re:昔からやってない？

[whelp (25685)]

数年前のテレビ番組で、「除菌塗料や汚れ分解外壁などに使われている光触媒は元々水から水素を取り出す研究の産物で、教授が汚い便器に試しに使ってみた綺麗になったから実用化された。」とかいう話を聞いたなと思い検索したところ、その話が掲載されていました。
http://eco.goo.ne.jp/business/csr/navi/020306_01.html [goo.ne.jp]

プレスリリースを斜め読みした程度ですが、saitoh さんが述べられているように
触媒自体ではなく

植物の光合成の仕組みを模したところ

が新しく、効率もまだまだ改良の余地があるということでしょうか。

Re:昔からやってない？

[SteppingWind (2654)]

むしろこの研究の目的は水分解そのものではなく, 植物の光合成における分子メカニズム [tsukuba.ac.jp]を明らかにするための基礎研究じゃないんでしょうか.

Re:

[Anonymous Coward]

高校時代の化学の資料集に、実際に光で分解している様子が載ってました。

水の分解じゃなくて

[Anonymous Coward]

二酸化炭素を酸素と炭素へ分解するほう（炭素固定）を開発して欲しいんだが

つまり、

[ryu-2 (9699)]

空中元素固定装置を開発して欲しいと（違

＃ ハニーフラ～～～ッシュ！！

Re:水の分解じゃなくて

[Anonymous Coward]

酸素と炭素に分解するよりかは、
二酸化炭素を還元してメタノールなどを生成させるほうがずっと有利なのでそのへんで。

水を酸化/還元するよりかは、こっちのほうがよっぽどエネルギー的に有利なので、
水でうまくできればこっちはそれほど難しくない。

Re:

[Anonymous Coward]

仮にそのような装置が発明されたとして、その装置を製造・設置するより
植物を植えた方が効率的かもしれない。

Re:

[Anonymous Coward]

そんなのあたりまえ。自動車だって最初は馬より効率悪かった。
でも植物の効率なんかそう簡単には改善できないだろ。機械はそうじゃない。

Re:

[Anonymous Coward]

>でも植物の効率なんかそう簡単には改善できないだろ。機械はそうじゃない。
それなりには出来てますよ。

ま、問題としてそんなんで改良されてた物が広がってしまったら･･･って考えるとちと怖い。

現状の自宅の庭でさえ手に負えないってのに。

ってか、新規開発なんかしなくても、日本中の家庭で抜いた雑草を焼却処理でなくどっかに埋めて処理すれば、それだけで相当稼げるのでは？

Re:

[Anonymous Coward]

山手線とかのトレインチャンネルをごらんでない？
品種改良した花（名称失念）が、他の一般的なものの数倍の二酸化炭素を吸収してるってさ。

二酸化炭素と水からガソリン

[Anonymous Coward]

二酸化炭素と水からイソオクタン(ハイオクガソリン)ができるともっと便利そうなんですが できないっすかね？

Re:二酸化炭素と水からガソリン

[cassandro (6035)]

> 二酸化炭素と水からイソオクタン(ハイオクガソリン)ができるともっと便利そうなんですができないっすかね？

　二酸化炭素と水って訳ではないですが、水性ガスから直鎖アルカンなら、例えばフィッシャー・トロプシュ法 [wikipedia.org]とか。

　こんなサイクルはどうでしょう。
二酸化炭素＋水＋日光　---植物の成長---> 植物質
植物質　---乾溜---> 炭
炭 + 水 ---水性反応---> 一酸化炭素 ＋ 水素 （水性ガス）
一酸化炭素 ＋ 水素　---FT法--->　直鎖アルカン ＋　水

Re:

[Anonymous Coward]

藻類がやってくれるというのならすでに有ります。
そう言えば既出だっけか。