人工光合成実現へ一歩前進 - 東工大などがエネルギー変換の様子を直接観察

人工光合成実現へ一歩前進 - 東工大などがエネルギー変換の様子を直接観察(マイナビニュース) - goo ニュース


東京工業大学(東工大)、高エネルギー加速器研究機構(KEK)、大阪大学(阪大)、科学技術振興機構(JST)の4者は3月1日、光合成機能を持つ有機分子が、吸収した光エネルギーを化学エネルギーに効率よく変換し、かつ長時間エネルギーを保持し得る状態になることを直接観察によって立証したと共同発表した。

成果は、東工大大学院理工学研究科の星野学研究員、腰原伸也教授、植草秀裕准教授、KEK物質構造科学研究所の足立伸一教授、阪大大学院工学研究科の福住俊一教授、大久保敬特任准教授らの研究グループによるもので、詳細な研究内容は米化学学会誌「Journal of the American Chemical Society」のオンライン速報版に近日中に掲載される予定だ。

現在のエネルギー源は主に化石燃料や原子力が用いられているが、環境負荷の問題や、事故・災害時におけるリスクの高さなどから、より安全でクリーンなエネルギーの創成方法が求められている。

太陽光エネルギーは持続可能な次世代エネルギーとして注目されており、特に植物が吸収した光エネルギーを化学エネルギーに変換し、炭化水素合成などの化学反応に利用する光合成を、原子・分子を設計し組み合わせることで、光合成のメカニズムを分子レベルで模倣する「人工光合成」は、近年盛んに研究が進められている状況だ。

しかし、光合成において分子が吸収した太陽光エネルギーをどのように化学エネルギーに変換するのかが未解明のままであり、人工光合成の課題だ。エネルギー変換のメカニズムを知る上で、変換過程における分子構造変化を知ることは、重要な要素なのである。

今回の研究では、単結晶中の分子構造を直接的に調べることが可能な、KEK放射光科学研究施設(PF-AR)を用いた「ポンププローブX線回折法」と「単結晶X線構造解析」を用いて、人工光合成への応用が期待されている「9-メシチル-10-メチルアクリジニウムイオン」(画像1)が光エネルギーを化学エネルギーに変換する時の分子構造変化を解明した。


人工的に光合成をおこなってエネルギーを取り出せるようになれば
エネルギー問題の解決につながるかもしれませんね。
今後の成果が注目されます。





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