エネルギーと環境 283

彦根藩の当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨か
ら救ったと伝えられる招き猫と井伊軍団のシンボルとも言え
る赤備え（戦国時代の井伊軍団編成の一種、あらゆる武具を
朱りにした部隊編成のこと兜（かぶと）を合体させて生まれ
たキャラクタ－　　
　【季語と短歌：７月３日 】　　　　　　　　

　　　             　　お黙りに返す言葉は金魚草 

                                       　           高山　宇（綺鬼）

 🪄My wife tells me to shut up,
　　　　　　　so I reply that it's like a goldfish plant.

🟡 日本発Ｚ革命 ⓰
気候変動禍ゼロ・再エネ・人工燃料・超資源回収
1️⃣フッ素ナノチューブで海水の淡水化できるか？
✳️純水製造・脱塩濃縮システム事例考案❶
これまで、「特許第7678511号　蟻酸生成装置」を参考に脱水
（純水製造）と同時に脱塩・脱懸濁物質処理及び濃縮を行い、
連続循環する。循環投入時はナノバブル投入することで、海
水濾過膜表面を清浄に維持できるようにする。ろ過処理液は
傾斜支持された分離膜裏面より回収貯槽に戻し、①純水・超
純水製造処理水向けに送水し、②水素電解水素製造、③アン
モンニア製造、④ギ酸・過酸化水素製造、⓹炭化水素化合物
製造等の製造、そして、⑥その他群コンビーナート用水向け
に使用する。率は特に海水溶出物質の濃縮率を１，０００以
上に処理し、次工程の選択濃縮に送り、高品位回収処理する。

特許第7678511号　蟻酸生成装置概節図（参考）

2️⃣ 水浸透膜の機構設計の決定
当初、既存の東レ・旭化成等の膜メーカらの水平多層透水膜
方式を考えていたが、ナノフィルター（NＦ）系統で簡素で
低圧の膜設計をと考え、厚み1，０００ｍｍ、内径Ø.３～数
１.２ｎmのフィルムをレーザなどで穿孔し、フッ素蒸着し支
えのセラミック製井桁に貼り付け常圧マイナス数ミリバール
で減圧分離方式を構想しているが、その対策として、
------------------------------------------------------------------
①セラミックタイル（形は、正方形・六角形）穿孔部円筒貫
通しは予め開け、焼き固めておく。
⓶そのに、フッ素コート処理しておいた、透水NFチューブを
挿入し、タイルとＮＦチューブのギャップに樹脂で固定する。
③タイルへのＮＦチューブ数を設計配置するかは材料を含めた
最適化実験を行い決定。
④タイルを配置固定し実証実験して処理能力を求め最大処理
量と耐久性を確認する。
🪄この程度で書き留めておくことにする。
-------------------------------------------------------------------
ここで、「エネルギーと環境 281」で記載したように逆浸透法
は淡水化技術のスタンダード。水の透過能と塩の除去能には
超えられない壁がある。水を速く通そうとして膜の網目を粗
くすると塩が通り抜けてしまい、塩が通らないように網目を
細かくすると水が通りにくくなってしまうためだ。そのジレ
ンマがトレードオフラインとして立ちはだかり、水処理膜の
性能は20年以上も向上していない。そこで、次世代の水処理
膜モデルの「アクアポリン」（アクアポリンは2003年にノーベ
ル化学賞を受賞したタンパク質の一種）で、細胞膜を介して
水分子だけを超高速で通す性質を持つ。これを敷き詰めて処
理膜を作成すれば超高効率脱塩が可能と考えたが、タンパク
質の性質上正しく働かせるには生体内に近い環境が必要条件
が限定される。

1991年に飯島澄男氏が発見したカーボンナノチューブ。水処
理膜に応用した場合はトレードオフラインを超えるとの試算
がありそれを信州大学の研究グルーが実証に成功しているの
で考察する。　信州大学アクア・イノベーション拠点（COIプ
ログラム）は、福岡県北九州市にある「ウォータープラザ北
九州」に海水淡水化パイロット試験設備を設置。2019年10月
から本格的に、拠点で開発したナノカーボン膜の海水淡水化
実証試験を開始。ステム全体で一日11トンほどの真水を海水
から作り、およそ1年をかけて、脱塩性や透水性、耐汚濁性
などの膜の性能や運用コストを検証。
🔸ナノカーボン膜適用のコスト削減試算
ロバスト（頑強）性などのナノカーボン膜の特性を生かし、
真水の高回収化、前処理簡易化、省エネルギー化の3つによ
る低コスト造水システムを構築。試算では、ナノカーボン膜
を適用することで、従来の造水システムより3割程度のコスト
削減が期待できた。
🔸汚れが付きにくい膜とスペーサの開発に成功！　画像は信
大開発のロバストカーボン複合膜、実験室で調製したPA膜、
市販膜それぞれで耐汚濁性試験を行い、汚染物質（緑色部分
）の付着を評価したもの。
　信大開発膜への汚れの付着は他の2つに比べて著しく少なく、
優れた耐汚濁性を示しています。さらに、海水の原水中に含
有する天然有機物に対し、優れた耐汚濁性を有する革新的な
スペーサ（膜と膜の間に挟み海水を通しやすくする部材）と
して、一般的な材料のポリプロピレン（PP）とCNTを複合し
たCNT/PP複合原水スペーサの開発に成功。
　膜とスペーサとの相乗効果で、処理装置の中でスムーズな
水の流れを維持することができる。


信州大学の研究チームが、太陽光を用いて水から直接的に水
素を得る水分解プロセスとして、新しい光触媒によりシンプ
ルな構造で大規模化が容易な低コストの手法を開発した。
ペロブスカイト系光触媒Y2Ti2O5S2表面における水の分解に
おいて、水素と酸素を2段階で発生させたものであり、面積
100m2のシート形状の実証装置を数カ月間作動させることに
よって、太陽光から水素への変換効率STH（Solar-To-Hydrogen
energy conversion efficiency）が向上することを確認した。


✳️ 酸ハロゲン化物光触媒の酸素生成効率を劇的に向上
京都大学の研究グループは、岡山大学 山方啓 教授KEK 物質
構造科学研究所 野澤 俊介 准教授と共同で、第一原理計算注
１を基に理想的な光触媒－助触媒界面を設計することで、酸
ハロゲン化物光触媒注２の酸素生成効率を大幅に向上。 
半導体光触媒を用いた水分解は、太陽光を活用したクリーン
な水素製造法として注目されており、その高効率化に向けた多
様なアプローチが検討されている。なかでも、表面反応を担う
助触媒（金属種微粒子）の設計は極めて重要ですが、光触媒－
助触媒界面の構造や機能の理解は不十分であり、従来は経験
に基づいた試行錯誤による最適化が主流。本研究では、層状
構造を有する酸ハロゲン化物をモデル光触媒とし、第一原理
計算から予想された電荷分離状態に基づいて、正孔の集積し
やすい層を選択的に露出させ、そこに高活性な助触媒（酸化
イリジウム）を担持する界面設計を行いました。その結果、正
孔の移動が促進され、未処理試料に比べて酸素生成速度が飛躍
的に向上し、可視光照射下で16％という高い反応量子収率注
3を達成した。 
本研究で得られた知見は、酸ハロゲン化物に限らず、広範な光
触媒における界面構造の合理設計の可能性を示すものであり、
今後の人工光合成技術や太陽光水素製の高効率化に大きな貢
献が期待される。
本研究成果は、2025年6月19日に、国際学術誌「Journal of
the American ChemicalSociety」にオンライン掲載された。
＜掲載誌＞ 
タイトル：Interface Engineering between Photocatalyst and
Cocatalyst: A Strategy for Enhancing Interfacial Charge Transfe
r and Water Oxidation
of Layered Oxyhalides (光触媒－助触媒間の界面エンジニアリ
ング：層状酸ハロゲン化物光触媒の界面電荷移動・酸素生成能
の向上)


✳️年間150トンのCOを生成可能なCO₂電解装置「C2One™」
　  の実証運転
東芝エネルギーシステム年（東芝ESS）と東芝は2025年
6月24日、工場などから排出される二酸化炭素（CO2）を
電気分解して一酸化炭素（CO）に変換できるCO2電解装
置「C2One」の試作機を開発したと発表した。
2025年06月30日 11時00分 公開

P2Cプロセス（炭素循環社会モデルのイメージ）

そこで東芝は、電流密度を大幅に向上させるために、反
応時にCO₂を水溶液に溶かし込むことなく気体の状態の
まま直接利用できる触媒電極の開発を進めてきた。
今回、固体（触媒）、気体 (CO₂)、液体（水）の三相を同
時に反応させる三相界面反応が可能な触媒電極を独自開
発し、開発した触媒電極に、気体のままのCO₂と水を同
時に反応させることで、CO₂の直接利用に成功し、変換
反応の停滞や電流密度の低下を解消することができた。
さらに、この触媒層の構造として、ナノサイズの細孔に加
え、CO₂ガスの流路となるマクロ孔を導入した独自構造を
採用することで、ガスの拡散抵抗が小さくなり、より多く
のCO₂ガスを触媒に供給することが可能です。これらの結
果、通常（常温常圧）の環境下において電流密度700mA
/cm²という高速の変換速度でファラデー効率^）92％と、
これまでの当社技術と比べ約450倍にあたる世界最高レベ
ルの変換速度で一酸化炭素の生成に成功しました。
本成果により、変換システムの設置面積の省スペース化が
可能となり、合わせて低コスト化を実現します。将来的
には火力発電所や産業施設などのCO₂を多く排出する施
設に近接してシステムを設置し、系統接続された太陽光
や風力などの再生可能エネルギー発電施設からの電力を
活用してCO₂の削減を行うことが可能となする。

✳️マイクロLEDを迎え撃つ有機EL、輝度向上。
AR（拡張現実）グラスやVR（仮想現実）ゴーグル向けの
超小型ディスプレーは、大きく3種類の技術の競合になっ
ている。（1）シリコン（Si）基板上に形成した液晶ディス
プレーであるLCoS（Liquid Crystal on Si）（2）画素1つ
ひとつをLED素子にして発光を制御するマイクロLEDディ
スプレーまたはLEDoS（LED on Si）（3）有機ELディスプ
レーまたはOLEDoS（Organic LED on Si）――の３技術。

LG Displayの4重タンデム化技術

白色発光の発光ユニット（スタック）を重ねるのではなく、
赤色発光、青色発光、緑色発光、そしてより深い青色発光
のスタックを重ねている（出所：LG Displayの出展パネル
を日経クロステックが撮影）

🔸6万cd/m²超のOLEDoSをデモ
ARやVR向けOLEDoSでこのタンデム化技術を実装してみ
せたのは、冒頭で触れたFraunhofer IPMSである。SIDの
展示会では、発光ユニットを3層重ねて作製したフルカラ
ー0.62型OLEDoSで、輝度を最大6万cd/m²以上にまで高
めたデモを披露した。これまで、OLEDoSの限界とされた
1万cd/m²を大きく上回る輝度である。「基本的なアイデア
は城戸先生と同じ」（Fraunhofer IPMS）だと言う。特定
の参照基板上に形成したモノクロ版OLEDoSでは20万cd/m²
も実現しているという。

Fraunhofer IPSMが開発した高輝度OLEDoS

寸法は0.62型。輝度は左から3万5000cd/m²以上、
5万cd/m²以上、6万cd/m²以上（写真：日経クロステック）

もっとも、Fraunhofer IPMSの今回のポイントは、OLEDoS
の各素子の発光を制御するバックプレーン回路側の工夫に
あるとする。タンデム化した有機EL素子では、各発光層
に流れる電流密度は変わらない一方で、素子全体に印加
する電圧は発光層が1層の場合の数倍になってしまう。
Fraunhofer IPMSはこの高電圧を扱えるように、OLEDoS
のバックプレーン回路を設計し直した。

　　　　　『 End Of The World』





https://youtu.be/PeyyIzk0yg0?t=41

この世の果てまで」(The End of the World) は、米国の女性
歌手、スキータ・デイヴィスのヒット曲。1962年12月に
発売され、世界流行した。作曲はアーサー・ケント、作
詞はシルビア・ディー。



●今日の言葉：嫋やかな共和主義と靭やかな自由主義に
　　  よる政治変革！

　　　　   　　　春が来ても、鳥たちは姿を消し鳴き声も聞こえない。
                               　                   春だというのに自然は沈黙している。　　　　
                                     　            　レイチェル・カーソン 『沈黙の春』