世界初の人工光合成ハウスが宮古島に! 飯田と大阪市立大学が共同開発～太陽光エネルギーでCO2と水からギ酸を生成→水素→発電
飯田グループホールディングスと大阪市立大学が共同で、従来にない人工光合成技術による「IGパーフェクトエコハウス」の実証実験を、年内に沖縄県宮古島で開始すると発表しました。
実験用「IGパーフェクトエコハウス」は、飯田GHDのグループ会社の飯田産業が沖縄県宮古島市で建設中の大規模リゾート計画地内において建設中で、今回の実証実験により、太陽光エネルギーから水素を作り出し、発電給湯を行なう技術を確立し、2020年に「人工光合成技術による二酸化炭素消費型の新しい住宅」の完成を目指すとしています。
地球環境汚染の解決手段の一つとして、二酸化炭素を積極的に原料として利用し、有機物質や、電気、動力に変換する技術の確立に注目が集まっていますが、その方法の一つが、太陽光エネルギーを利用し、二酸化炭素を新たな燃料に変換する人工光合成技術です。
飯田GHDは2015年に、この技術を戸建住宅に活用すべく、大阪市立大学 人工光合成研究センターに共同研究部門を設立し、研究を開始。今回の「IGパーフェクトエコハウス」の建設は、住宅の省エネ化にとどまらず、この技術を活用した「二酸化炭素を消費する」住宅の供給実現に向けた第一歩としています。
人工光合成技術により、二酸化炭素から水素源となるギ酸を生成・貯蔵し、さらにこのギ酸から生成した水素で発電した電気で家庭の消費電力の全てを賄うことができる技術を開発を目指すとのこと。
これまでも、太陽光エネルギーを利用して二酸化炭素と水からギ酸を生成する技術は研究されていましたが、実用化に必要な課題が多く残されたままで、2017年に大阪市立大学人工光合成研究センターと飯田GHDによる共同研究部門が「太陽光エネルギーを利用して高効率でギ酸を生成・貯蔵し、このギ酸から水素を生成する新しい人工光合成技術」と、「そこから生成水素から高効率で発電する新技術」を開発。
特に、色素・ビオローゲン・ギ酸脱水素酵素による太陽光駆動型二酸化炭素‐ギ酸変換系を金属酸化物基板上にデバイス化することに成功。さらに金属酸化物として酸化チタンを用いることで、ギ酸の生成効率が従前の約6倍に向上したとのこと。また、酸化チタンを用いる事で、ギ酸脱水素酵素が不要となる事も発見し、現在は最適なビオローゲンを用いることで、従前の約12倍までなる技術を獲得することができたとしています。
今回の高効率化により、例えば戸建住宅の屋根に搭載したギ酸生成装置で得られたギ酸を貯蔵し、さらにギ酸を水素に変換、発電する事で、当該住宅が消費する電力をすべて賄う事が出来る可能性が高まり、また、従来の太陽光発電では、雨天時や夜間時用に蓄電池が必要な上に、電力の状態で保存するため、充放電ロスもありましたが、太陽エネルギーでギ酸を作り、これをタンクに貯蔵し、電気が必要なときにギ酸から水素を生成し発電するため、そのような問題もなくなります。二酸化炭素の排出を抑制することはもとより、二酸化炭素の活用が可能としています。