東工大、光を捕集する「人工の葉」を開発

東京工業大学理工学研究科教授の石谷治氏と豊田中央研究所シニアフェローの稲垣伸二氏の共同研究チームは、2段階のエネルギー移動で、光を効率よく捕集する分子システムを初めて開発した。これは太陽エネルギーを高効率で化学エネルギーに変換する植物の光合成に匹敵する人工光合成の実現につながる成果。

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光を吸収する有機分子を多量に、しかも規則正しく配置した壁で構成される多孔質材料のメソポーラス有機シリカ(PMO)に金属錯体を導入することにより、400個を超える有機分子が吸収した光エネルギーを、まず5つの金属錯体が集め、最終的に一つの分子に集約することができた。

具体的には、400個を超えるPMOの有機分子(植物のLH2に対応)が捕集した光エネルギーは、まずRu-Re5の5つのレニウム(LH1に対応)錯体が集め、最終的に、ただ一つのルテニウム錯体(反応中心に対応)に集約される。

この光捕集システムを、二酸化炭素の還元資源化や水からの水素発生を駆動する光触媒と融合することで、人工光合成系の開発につながる。地球温暖化と化石資源の枯渇の緩和に役立つと期待される。

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