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九州工業大学 工学部の教員による講義

関心ワード
  • 紫外線、
  • 殺菌、
  • ナノ、
  • ナノテクノロジー、
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  • ブラックライト、
  • エネルギー、
  • 太陽光発電、
  • 二酸化炭素(CO2)、
  • チタン、
  • 光触媒、
  • 酸化チタン

屋内除菌や外壁美化、さらにCO₂も有効活用できる「光触媒」の力

実は、環境に優しくはなかった太陽光発電

 環境に優しいエネルギー生産方式として、太陽光発電が注目されています。しかし、太陽電池パネルを製造する際、大量のエネルギーを消費してCO₂を排出しますから、トータルで考えると太陽光発電は、決して環境に優しくはありません。エネルギーを生産する工程でも、その機器を製造する工程でも、CO₂を大量排出しない方法でなければ、本当の意味で「環境に優しい」とは言えないのです。そこで現在、国家的プロジェクトとして研究が進められているのが、「光触媒」を利用したCO₂還元技術です。

「光触媒」の弱点克服が、用途を広げるカギに

 現在、「酸化チタン」による光触媒が実用化されています。この物質は、強力な酸化還元作用と、超親水作用を持っているため、雨水だけで汚れが落ちる外壁用の塗料や、ブラックライトを当てることで殺菌が可能な手術室用コーティング剤などの用途で活用されています。
 ただし、酸化チタンを機能させるには、紫外線を含む太陽光や、ブラックライトのような人工紫外線を照射しなければなりません。さらに、「CO₂還元」を実現するには、酸化作用よりも還元作用の方が強い酸化チタンが必要です。

厄介もののCO₂を光の力でエネルギーに変える

 屋内の光でも触媒機能を発揮する「室内光型光触媒」の研究が進められ、ナノテクノロジーを駆使した新しい素材の製造法が開発されました。
 すでに内装建材用として製品化されており、室内光だけで殺菌・抗カビできる塗料として、一部の駅や大学のトイレ・病院・老人保健施設に施工されています。今後は国内だけではなく海外も含めより多くの老人保健施設や病院などでも活用されるようになるでしょう。
 「光触媒によるCO₂還元」も、粒子形状や結晶構造の割合を変化させることで、還元作用の強い触媒の製造法が確立されつつあります。クリアしなければならない課題は多いものの、「厄介もの」であるCO₂からメタノールやガソリンを作り出せる、画期的なエネルギー生産方式が生まれようとしているのです。

この学問が向いているかも 無機化学、応用化学


工学部 応用化学科 教授
横野 照尚 先生

先生の著書
先生がめざすSDGs
メッセージ

 私たちの研究室で開発した光触媒のいくつかは、すでに市販され、室内の光を利用して世界最高水準の抗ウイルス、防カビ、殺菌性能を発揮しています。現在はナノテクノロジーを駆使して、蛍光灯やLEDなどの室内光にも反応する「次世代型光触媒」の開発を行っています。
 また、CO2をメタノールやメタンなどの燃料に変換する、画期的な光触媒ナノ材料も見つかっています。環境問題や光エネルギーに興味を持っているあなた、ぜひ私たちと一緒に、光触媒ナノ材料の研究・開発を進めましょう。

先生の学問へのきっかけ

 化学の道に進んだのは、資源がない日本で、海外ではできない高機能な材料をなんとかして作りたいという思いからでした。途中で研究分野を有機化学から無機化学に変えたので、かなり苦労しました。有機化学は分子を組み合わせて高機能な製品を開発する研究を対象にしますが、無機化学は分子の集合の仕方をナノレベルで制御することで高度な機能を発揮する製品を開発する研究が中心となるので、根本となる考え方がまるで違うのです。しかし、分子が集まって発揮する機能は、分子の何百倍もの高い性能を出せるのでとても面白い分野です。

先輩たちはどんな仕事に携わっているの?

化学系の会社の研究開発部門研究員

※夢ナビ講義はそれぞれの先生の見解にもとづく講義内容としてご理解ください。

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