MIT Tech Review: CO2をほぼすべてCOに変換できる光触媒反応＝筑波大

フラッシュ2023年10月25日

気候変動／エネルギー
CO2をほぼすべてCOに変換できる光触媒反応＝筑波大
by MITテクノロジーレビュー編集部 [MIT Technology Review Japan]

筑波大学の研究チームは、二酸化炭素（CO₂）から高選択的に一酸化炭素（CO）を与える光触媒的還元反応を開発。気相中の初期CO₂濃度を1.5%まで下げてもこの反応は高効率に進行し、加えたCO₂をほぼすべてCOに変換できることを示した。

地球温暖化などの環境・エネルギー問題の解決に寄与する方法の一つとして、光エネルギーを利用してCO₂を有用物質に変換する技術の開発が盛んに研究されている。研究チームは今回、ルテニウム（Ru）複核錯体を、自己光増感能を有する光触媒として利用。Ru複核錯体を含むジメチルアセトアミド/H₂O混合溶媒に犠牲還元剤を加え、1気圧のCO₂雰囲気下、中心波長450ナノメートル（nm、1nmは10^－9メートル）の光を10時間照射した。

その結果、加えた犠牲還元剤と基質であるCO₂がすべて消費され、COが99%以上の選択性で生成されていることを確認。450nmにおける量子収率（光化学反応を起こした原子または分子の個数と、吸収された光子の個数の比）は、最大19.7%と決定できた。また、気相中の初期CO₂濃度を1.5%まで下げても、このRu複核錯体による光触媒的CO₂還元反応は高効率に進行し、加えたCO₂をほぼすべてCOに変換できることが示された。

同チームは今後、触媒活性をさらに高め、大気と同等のCO₂濃度（およそ420ppm）でも、高効率にCO₂還元反応が進行する反応系を創出するとしている。研究論文は、米国化学会誌（Journal of the American Chemical Society）に2023年10月13日付けで掲載された。

（中條）
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