京阪電車×リアル謎解きゲーム「京阪電車ナゾ巡り2021」開催 202109

京阪電車×リアル謎解きゲーム「京阪電車ナゾ巡り2021」開催
　　トラベル watch より　210910  編集部：米澤功輝

2021年9月18日～2022年5月31日 開催
リアル謎解きゲーム「京阪電車ナゾ巡り2021」

　歴史街道推進協議会と京阪電気鉄道は、

リアル謎解きゲーム「京阪電車ナゾ巡り2021」を9月18日～2022年5月31日に開催する。

　謎解きキットをもとに、1日乗車券を使用して京阪電車で移動しながら、沿線に仕掛けられた歴史文化遺産にちなんだ謎を解き明かす体感型ゲームイベント。沿線を活用したリアル謎解きゲームは初の試みで、幅広い世代への歴史街道および京阪沿線の魅力発信を目指すという。

　謎解きキットは、オリジナルデザイン1日乗車券「京阪電車ナゾ巡り1日乗車券」が付きで、価格は2000円。

⚫︎京阪電車ナゾ巡り2021
期間： 2021年9月18日～2022年5月31日
価格（謎解きキット）： 2000円
有効区間： 京阪線全線・石清水八幡宮参道ケーブル（乗り降り自由）
販売場所： 中之島、淀屋橋、天満橋、京橋、守口市、寝屋川市、香里園、枚方市、樟葉、中書島、丹波橋、祇園四条、三条、出町柳の各駅、歴史街道推進協議会事務所
Webサイト： 京阪電車ナゾ巡り2021

世界初！日本勢がソーラー水素の安全な製造と分離・回収技術を達成:人工光合成に一歩近づく 202109

世界初！日本勢がソーラー水素の安全な製造と分離・回収技術を達成　人工光合成に一歩近づく
　　　EnergyShift編集部　　より　210910

　今回、NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）が人工光合成による100m2規模でソーラー水素を製造する実証試験に世界で初めて成功した。今回の研究成果がどのように脱炭素社会に貢献するのか、ゆーだいこと前田雄大が解説する。

　エナシフTV連動企画

⚫︎カーボンニュートラルに必要なもう一つの発想「CO2の吸収」
　カーボンニュートラルとはCO2の排出量と吸収の量が一致し、差し引きゼロで大気中のCO2がこれ以上増えない状態のこと。いまは圧倒的に「排出（出す）」方が多いため、「出さない」に焦点が当たっている。電力でいえばCO2を出す火力を減らし、CO2を出さない再生可能エネルギーに切り替えるというのがその代表的な例だ。

　一方で、「出さない」だけでなく、出したものを「吸収（回収）」するという考えもある。ただ、CCS（CO2回収貯留）などにおける、CO2回収技術はまだ開発中であり、商業ベースで利用されているものはない。再エネはコストも安くなっていることもあり「出さない」再エネを増やすことに集中している状況だ。

　裏を返せば、コストなどの条件を満たすようになれば、「吸収」サイドも普及する可能性がある。

　自然界で主にCO2の「吸収」を行っているのが、植物による光合成のはたらきだ。このしくみを人工的に行う、いわば「人工光合成」の技術が実用化されれば、CO2の吸収は容易になるし、したがって脱炭素視点からの注目が集まっている。

　今回、公表されたのはNEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）が人工光合成による100m2規模でソーラー水素を製造する実証試験に世界で初めて成功したということだ。

　人工光合成は研究分野では人類の夢といわれ、長年研究が続けられてきた。最近になって脱炭素の側面から改めて注目が集まっている。

⚫︎今回の「人工光合成プロジェクト」が最終的に目指しているもの
　今回のプロジェクトの名称は「二酸化炭素原料化基幹化学品製造プロセス技術開発（人工光合成プロジェクト）」という。太陽光のエネルギーを使い、光合成と同じように有機化合物を合成するプロジェクトとなる。2012年度から2013年度までは経済産業省、2014年度からはNEDOのプロジェクトとして実施している。

　現在、考えられている人工光合成の工程は次の３つで構成されている。

*太陽光エネルギーを使い,ダイレクトに水(H2O)から水素(H2)と酸素(O2)を得る。
*その水素と酸素を分離
*分離した水素と(発電所や工場由来の)CO2を化合してオレフィンを製造

　オレフィンとは、二重結合を一つ含む炭化水素化合物の総称。C2～C4オルフェンとは、炭素数２から４のもので、C2はエチレン、C3はプロピレン、C4はブチレンと呼ばれている。二重結合を持つ炭化水素どうしは結合しやすく、例えばエチレンがたくさん結合すればポリエチレンとなる。このように、C2～C4オレフィンはプラスチック原料などに用いられる。

⚫︎電力を使わずにグリーン水素をつくる大規模光触媒
　各工程にはそれぞれの要素技術の研究開発が求められる。

*エネルギーを利用した水分解で水素と酸素を製造する光触媒およびモジュールの開発。
*発生した水素と酸素の混合気体から水素を分離する分離膜およびモジュールの開発。
*水から製造する水素と（発電所や工場などから排出する）二酸化炭素を原料としてC2～C4オレフィンを目的別に合成する触媒およびプロセス技術の開発

今回の発表は,主にこの１つ目と２つ目の工程に必要な光触媒の開発に相当することになる。
　つまり,水分解反応により生じた水素と酸素の混合気体から高純度のソーラー水素を,大規模に,安全かつ安定的に分離・回収することに成功したのだ*。これは世界初となる。

　人工光合成の全体から見ると、そのうちの一工程だが、これだけでも十分脱炭素に非常に有用な開発になるのだ。

　脱炭素で世界から注目されるグリーン水素とは、再エネ由来とはいえ電気を使った水の電気分解でえられる水素のことだ。しかし、今回の発表は太陽光のエネルギーから「一度、電気をつくる」工程を踏まず、光触媒によって直接水素を製造するというものだ。もちろんCO2はフリー。

⚫︎人工光合成化学プロセス技術研究組合（ARPChem）との協働
　今回の発表に至った技術開発を進めているのは、2012年に設立された人工光合成化学プロセス技術研究組合（ARPChem）という産官学の共同開発体制だ。

　参加企業は、三菱ケミカル、富士フイルム、国際石油開発帝石、ファインセラミックスセンター、三井化学、TOTOの５企業、１団体。化学会社だけではなく、触媒などの知見を持つ会社として、富士フイルムが参加していることが注目される。

　今回の発表は、NEDOとARPChemの協働プロジェクトの一環となるもので、ソーラー水素をつくるための、ガス分離モジュールを備えた大規模な光触媒パネル反応システムを参加企業と東京大学、信州大学、明治大学がともに開発し、2019年８月より茨城県石岡市の東京大学柿岡教育研究施設内で実証試験を行ってきた成果となる。

⚫︎今回達成された成果１：光触媒パネル反応器の開発
　開発したシステムは100m2の受光面積を持つように連結された光触媒パネル反応器と分離膜を内蔵したガス分離モジュールで構成されている。このシステムによる成果について、NEDOはニュースリリースでわかりやすく４つにわけて紹介している。

　まず、ひとつ目が光触媒パネル反応器の新たな設計と開発だ。ここでのポイントは２つ。ひとつが大量生産可能で相互に連結できること、もうひとつは長期間使用可能という点だ。

　実用を考えると設備の規模や耐久性は必要だ。したがって、実用に近づいた開発だったといえる。とはいえ、今回の屋外試験では耐久性はまだ初期活性８割以上が１年以上の維持であり、15年、20年までの耐久性はこれからになる。

　構造だが、パネルの上面は透明なガラス製で、中に25cm角のチタン酸ストロンチウム光触媒シートが格納されている。光触媒シートとガラス窓の間には0.1mmのわずかな隙間があり、そこへ水を供給して反応させるようになっている。

　使用されたチタン酸ストロンチウム光触媒は、太陽光のうち紫外光しか水分解には利用できないが、量子収率（光子の利用効率）ほぼ100％で水分解ができる*という優れものだ。また、光触媒のシートは、スプレーなどを用いて光触媒を基板上に塗布するだけで生成される。

　この光触媒パネル反応器に紫外光を照射すると、生成する水素と酸素の混合気体（気泡）がスムーズに反応器上方に移動し続ける。水供給が続けられるので、光触媒シート表面は反応を続け、高い水分解効率を保つ。気泡が速やかに移動して合一していくために気泡による光散乱の影響もほとんど生じないこともわかった。

光触媒パネル反応器の基本単位（左）と紫外光照射時の水分解反応時の様子（右）
*この技術も世界初として、研究成果は「Nature」のオンライン速報版に掲載された。

⚫︎今回達成された成果２：100m2規模の反応の実証
　２つ目の成果は100m2規模の反応器を実証できたことだ。

　このパネルはちょうど太陽光パネルのように、連結が可能になる。その特性を活かし、光触媒パネル反応器を連結して３m2のモジュールを組み立て、さらにそれらをプラスチックチューブで連結することで、世界最大となる100m2規模の光触媒パネル反応器を組み立てている。

　また、それぞれのモジュールには自動で水の供給量を制御する機構が組み込まれ、水の供給が行われるしくみとなっている。この規模のシステムであっても、屋外環境・１年程度の耐久性を持つことが今回確認された。

肝心のエネルギー変換効率はどうか。

　夏の日照条件が良好な時期には,最大0.76％の太陽光エネルギー変換効率が確認された。少ないのではないかと筆者も思ったが,NEDOによれば,（前述の通り）今回の光触媒は紫外光のみの吸収であるため,変換効率が１％未満と低い値にとどまってしまうということだ。

　この点については、今後数年以内に可視光と紫外光の両方を吸収できる光触媒を開発し、５～10％の達成を目指すという。

　こうした開発は、まず「できるかどうか」が重要であり、成功すればその質を上げていくフェーズに移る。０から１のフェーズが今回クリアされ、次は100へのフェーズになる。０→１フェーズで頓挫してしまうものも多く、これをクリアできたことが今回の大きな前進だと筆者は思う。

⚫︎今回達成された成果３：混合気体からのソーラー水素の分離
　３つ目の成果はガス分離モジュールによる混合気体からのソーラー水素の分離だ。

　今回、光触媒による水分解反応で生成した水素と酸素の混合気体を、パネル反応システムのガス分離モジュールに導入し、水素だけを分離・回収する実証試験を行った。

　この混合気体の成分は水素と酸素が２：１だが、１日かけて（午前６時から18時まで）分離すると、水素濃度が平均で約94％の透過ガスと酸素濃度が60％以上の残留ガスに分離されることがわかった。

　100m2規模の光触媒パネル反応器に接続されたガス分離モジュールの性能

　類似の実験を複数回実施したところ、天候・季節によらず約73％の回収率で水素の分離が確認された。ただし、今回の実証試験では本プロジェクトで開発中の分離膜ではなく、市販のポリイミド中空糸分離膜を用いていたものとなっている。

　NEDOとARPChemでは、低コストの水素製造を実現するために、今後さらに水素分離性能の高い膜の開発を行っていく、としており、それが組み合わさったときの効果に期待したい。

⚫︎今回達成された成果４：光触媒パネル反応システムの安全性試験
　４つ目の成果は光触媒パネル反応システムの安全性試験。

　水素については可燃性、爆発性があり、安全性も重要なポイントになる。今回のプロセスでも、生成物である水素と酸素の混合気体の安全性が課題とされている。知られている通り、水素は可燃性ガスで、１気圧の混合気体中の水素濃度が４～95％の範囲で着火すると爆発する。

　今回の実証では１年以上にわたる屋外試験の間、一度も自然着火・爆発は発生せず、安全性も確認された。

　また、混合気体が存在している光触媒パネル反応システムの各構成部に意図的に着火し、どのような影響が生じるかも調査した結果、光触媒パネル反応器、ガス捕集用配管、中空糸分離膜を含むガス分離モジュールのいずれも、破損や性能劣化は確認されない、という好結果が出た。混合気体を貯留するタンクも、タンク内に適切な仕切りを設けることで着火による破壊が起こらなくなることも合わせて確認された。

　これらの結果は、爆発性の高い混合気体であっても、適切に設計されたシステムを用いることで安全に取り扱えることを示したものである。安全性が確認されたことも、やはり実用を見据え、プロジェクトの要素がひとつひとつクリアになっていることがわかる。

⚫︎今回の研究は脱炭素社会の達成にどのような意味を持つのか
　こうして見ると、０→１フェーズの達成事項としては非常にすぐれたものとなっている。しかし、実用化に向けてはまだ課題がある、というのが筆者の正直な感想だ。

　今回の達成結果が脱炭素でどのような意味を持つかを整理してみる。

　まず、脱炭素の処方箋は一つだけではない。再エネへの切り替え、EVの浸透、断熱効率の向上による家のエネルギー効率も、同時並行で行っていくことが大事になる。

　そうした中、グリーン水素は、再エネが多く生産された後、世の中に浸透していくだろうと筆者は見ている。ただ、水素が様々なシーンで需要が多くなってくると、電力を経由して製造するよりもダイレクトにグリーン水素を製造することが重要になる。それを想定して、開発を進めることが今の段階では重要だと筆者は考える。

　今回の実証実験では、ダイレクト水素製造の０→１フェーズは達成できた。100m2の大面積でも太陽光による水分解が可能であり、生成した混合気体から長期間、安全に水素を分離・回収できることが確認された。将来的にはさらに大規模で高効率なソーラー水素を製造する光触媒パネル反応システムの構築が期待される。

⚫︎実用を見据えた研究継続が求められる
　では、次は何が重要になるか。NEDOの言葉を借りれば「（光触媒パネル反応器の大面積化の技術開発は）光触媒を用いて、低コストで大量のソーラー水素を製造する人工光合成システムを社会実装するために必須」ということだ。

　まさにここが重要になると筆者は思う。低コストであること、そして大量製造が可能になるということ。そしてもちろん、耐久性も含まれる。

　たとえば反応する光エネルギーは、今回は紫外光に限られるなどの制約があった。しかし、NEDOでは可視光応答型光触媒による太陽光エネルギー変換効率（５～10％）を持つ高効率な光触媒開発で実用化を目指すという。

　実は、ARPChemが立ち上がった際、事業化の目途のひとつとして「2021年度に光触媒のエネルギー変換効率10％を達成」と明記されている。このスケジュールからは遅れているとはいえ、なお世界初の結果をつくったことは素直にすごいと筆者は感じる。

⚫︎次の時代をつくる技術開発への投資がもっと必要だ
　振り返ってみると、太陽光発電システムの開発をリードしたのは、サンシャイン計画を引っ提げて取り組んできた日本だった。

　次の時代を創ることをもっと念頭においていたら、再エネが大量かつ低コストで実現できたら、産業革命なみのインパクトがあるという信念を持ちオールジャパンで取り組んでいたら、いまの日本の立ち位置もまた違っただろう。

　重要なのは、やはり次の時代を自分たちで作っていくことだと筆者は思う。

　NEDOは、光触媒パネルの低コスト化と一層の大規模化、ガス分離プロセスの分離性能とエネルギー効率の向上の技術開発を進めていく、としている。近い将来、水素時代が到来したときに、高い変換効率で水素が製造できる技術が確立されていたら、日本はよりよい立ち位置にいることができるかもしれない。引き続き、こうした進捗に期待したい。

　今日はこの一言でまとめよう。『人工光合成でまた世界初の開発に日本勢が成功』

🏆 イグ・ノーベル賞 日本人が１５年連続受賞 202109

イグ・ノーベル賞　日本人が１５年連続受賞
　　日テレNews24 より　210910

　人々を笑わせ、考えさせる業績に贈られる「イグ・ノーベル賞」が発表され、日本人研究者が１５年連続で受賞しました。

　イグ・ノーベル賞は例年、アメリカの名門ハーバード大学で授賞式が行われますが、新型コロナウイルスの影響で今年も去年に続きオンラインで行われました。

　今年は「動力学賞」として、京都工芸繊維大学の村上久助教と東京大学先端科学技術研究センターの西成活裕教授ら４人が受賞しました。

　４人は、赤と黄色の帽子をかぶった２つの歩行者の集団によるユニークな歩行実験を行い、なぜ歩行者は他の歩行者とぶつかるのかを研究しました。その結果、「歩きスマホ」などで注意をそらされた歩行者がその周りの歩行者の動きにも影響を与え、歩行中の衝突回避が難しくなることを発見したことが評価されました。

日本人の受賞は１５年連続で、受賞者には通貨としての価値がない１０兆ジンバブエドル札などが贈られました。

🎶 「音楽の効能」を科学的に解説する新刊『音楽は名医〜痛み,ストレスを癒やす「聴く健康法」』 202109

「音楽の効能」を科学的に解説する新刊『音楽は名医　〜痛み、ストレスを癒やす「聴く健康法」』発売！
　　　Rooftop  より　210910

　　株式会社みらいパブリッシングは、

　新刊『音楽は名医　〜痛み、ストレスを癒やす「聴く健康法」』（著者：藤本幸弘） 

　　　を2021年9月17日に発売。

「音楽は妙薬である」ストレスを解消し、体の不調も改善。数学者ピタゴラスや哲学者プラトンも説いた「音楽の効能」を、科学的に解説。音楽を聴くと、脳のさまざまなところでニューロン(脳の神経細胞)が刺激を受け、音楽の記憶と神経回路を形成していく。

　音楽は脳を活性化し、脳に喜びを与えることでストレスを軽減する。音楽を聴く習慣を身に付ければ、おのずと体の免疫力が維持され、健康で、いつまでも年相応の若々しさを保てるのだ。
　長い間悩まされている腰痛や肩こり、あきらめていた生理痛、片頭痛、過敏性の腹痛。本書は、それぞれの症状にお薦めのクラシック音楽とその理由を、論理的にわかりやすく説明。

　また、音楽がどのようにストレスによって崩れた自律神経やホルモンのバランスを整え、心に安定感をもたらし、緊張から解放させるのかも説明。

　食事やお酒、タバコによってストレスを紛らわるような一過性の解決法ではなく、快適な環境で繰り返し音楽を聴くという健康的な方法で悩みが解消されるという、誰にとっても幸せな解決法を提案する一冊だ。

⚫︎出版社より
　科学的な医療も薬もなかった古代の賢人たちが提唱していた音楽療法。現代になってようやく、磁気で脳の活動を測定できるファンクショナルMRIという最新技術によって、脳内の血流がリアルタイムで可視化できるようになり、音楽が体へどのような効果をもたらすのか、科学的にもわかるようになりました。
　診療の傍ら、大学研究所で研究や実験を行い、また音楽への造詣が深い著者がまとめた音楽療法の本著は、健康的で幸せな生活を送りたいと思っている全ての人に読んでいただきたい一冊です。

🏆「ブレークスルー賞」米科学賞に日本人2人 京大望月氏と東大香取氏 202109

シリコンバレーのノーベル賞「ブレイクスルー賞」に香取秀俊氏と望月拓郎氏

　　読売新聞　より【ワシントン＝船越翔】　210910

　画期的な成果を上げた研究者を顕彰する米国の「ブレイクスルー賞」の今年の受賞者に、基礎物理学分野で香取秀俊・東京大教授（５６）、数学分野で望月拓郎・京都大教授（４９）が選ばれた。同賞財団が９日、発表した。

　米ＩＴ大手のグーグルやフェイスブックの創業者らが創設した同賞は「シリコンバレーのノーベル賞」とも呼ばれ、受賞者には分野ごとに賞金３００万ドル（約３億３０００万円）が贈られる。香取教授は、共同受賞する米研究者と等分する。

⚫︎　香取教授は、レーザーやストロンチウムの原子などを使い、３００億年に１秒しかずれない精度を持つ「光格子時計」を発明した。この時計は、測量などへの応用も期待されている。香取教授は「受賞は光栄だ。高精度な時計の実現で、時間の計測以外の時計の使い方が見つかり始めた。その点が『ブレイクスルー（大きな進歩）』と評価されたのではないか」と語った。

⚫︎　望月教授は、数学の代数や幾何、解析の分野を融合させた新たな理論を作り上げ、微分方程式に関する難問「柏原予想」を証明した。望月教授は「私が取り組んできた数学の題材が評価され、とてもうれしい」と話した。

　ブレイクスルー賞には、これまで山中伸弥・京都大教授や大隅良典・東京工業大栄誉教授ら日本人のノーベル賞受賞者も選ばれている。

※※※※※※※※※※※ 共同通信　より　※※※※※※※※※※※

「ブレークスルー賞」米科学賞に日本人2人　京大望月氏と東大香取氏
　Kyodo より　210910

　【ワシントン共同】米グーグルの創業者らが出資する科学賞「ブレークスルー賞」が9日発表され、数学部門に望月拓郎京都大教授、基礎物理学部門に香取秀俊東京大教授の日本人2人が選ばれた。数学部門での日本人の受賞は望月さんが初めて。

　望月さんは単独での受賞。香取さんは米コロラド大の研究者との共同受賞だった。

　また生命科学部門には、新型コロナウイルスワクチンに使われている新技術のメッセンジャーRNA（mRNA）ワクチンの開発に貢献したドイツのバイオ企業ビオンテックの研究者らが選ばれた。

　ブレークスルー賞は基礎物理学、生命科学、数学部門で毎年、受賞者を選定。