ようこそ！ ”どこでも未来ブログ" へ ③

彦根藩二代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（
戦国時代の軍団編成の一種で、あらゆる武具を朱塗りにした部隊編の
こと）の兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ。
愛称「ひこにゃん」

【おじさんの園芸ＤＩＹ日誌：2021.10.12】

 
 
昨夜の続きですが、オリーブの種抜き器の購入を購入手配（品番：WM
アルミオリーブ芯抜き 4040 ＜BOL45＞）。


今夜のベスト・ショット賞：コキヤ（ほうき草）

【男子厨房に立ちて「環境リスク」を考える　㊵ 】

　

“紅茶のシャンパン”と称される世界三大銘茶「ダージリン茶葉」
２つの温度でそれぞれ抽出する「ツイン・ブリュー製法」を採用し、
茶葉本来の香りと豊かな旨み、クセのないすっきりとした味わいを引
き出した紅茶に、レモンエキスを加えた爽やかな後味の無糖レモンテ
ィーを頂きました。嗜好性もあるが、谿谷の井水のごとく渇きを癒し
てくれる今年一推しの紅茶である。

　

【ポストエネルギー革命序論 350: アフターコロナ時代 160】
現代社会のリスク、エネルギー以外も「分散時代」
● 環境リスク本位制時代を切り拓く

✺
太陽光エネルギーを水素などの化学エネルギーに変換する「人工光合
成」技術は、太陽電池を用いる光電変換とともに、カーボンニュート
ラル社会を実現するためのキーテクノロジーとして、世界中で活発に
研究開発が進められている。今夜はこの光触媒や水分解用光触媒の可
視光利用材料、「水－天燃砿石」水素製造、レゾルシノール－ホルム
アルデヒド（RF）光触媒樹脂などの最新の技術開発動向を俯瞰する、

✺　水分解用光触媒の可視光利用材料を開発
中でも半導体の微粒子を光触媒として用いる水の光分解は、そのシス
テム構築が簡易で、かつ用いる半導体材料も安価で、水素社会実現に
水素製造コストの目標値を十分に達成できることが試算され、その実
用化が期待されているが、実用化には最低でも５％程度の「太陽光エ
ネル ギー変換効率」が必要とされ、現状では １％程度の効率を、大
幅に向上できる材料開発が急務である、太陽光エネルギー変換効率を
向上させる戦略は主に２つあり、

１つは「太陽光中に含まれる光子をいかに 多く半導体に吸収させるか」
２つは「光吸収によって半導体内にできた励起キャリアをいかに効率
良く化 学反応に利用するか」
であり、ある光触媒が紫外光領域の全光子を吸収し 100％の量子収率
（吸収された光子のうち反応に寄与した光子の割合）で水を分解して
も、太陽光エネルギー変換効率は最大でも２％程度にとどまる。一方
で、可視光領域の600 nmまで利用できれば、最大変換効率は約 16％ま
で向上、仮に平均の量子収率を30％として、５％程度の太陽光エネル
ギー変換効率が期待できる。したがって、できれば 600nm程度までの
光子を吸収できる「バンドギャップ 注 1 の小さい」半導体材料を用
いることが重要となる。しかし、半導体のバンドギャップを小さくす
ると励起電子の還元力または正孔の酸化力が低下、多くの場合水分解
反応が効率良く進行しません。さらには、バンドギャップ縮小により
「材料の安定性が低下する」というトレードオフの関係があり、実際
に可視光吸収を有する半導体材料の多くは、水中で光照射を行うと半
導体自身が正孔で酸化されて分解もしくは不活性化」してしまう。こ
れまで、これらの問題が可視光を用いた光触媒水分解の実用化を困難
にしてきた。
５月28日、京都大学と大阪大学は，ハロゲン層，ペロブスカイト層，
フルオライト層の３種の層からなる酸ヨウ化物が，太陽光を用いる水
分解（水素製造）用の有望な光触媒となることを見出す。


図１
研究グループは，層状酸ハロゲン化物に注目して研究を進め，特にハ
ロゲンとして塩素（Cl）または臭素（Br）を含むいくつかの化合物が
「可視光吸収特性」と「安定性」を両立する有望な光触媒材料である
ことを見出しているが，それらの化合物の吸収波長は最大でも500nm
程度にとどまっていた。塩素または臭素以外のハロゲンの候補として
ヨウ素（I）が挙げられるが，ヨウ素を含む化合物は一般的に安定性
が十分ではなく，半導体粒子を水中に分散させて用いる光触媒系では
問題だった。

そこで、従来の酸ヨウ化物の不安定が価電子帯の構成であることを明
らかにし➲ヨウ化物イオンの高い分極率に着目。これを利用して化
合物中の酸素アニオンのエネルギーを上昇させ➲光吸収により生成
した正孔がヨウ化物イオンではなく酸素アニオンに局在化するバンド
構造を実現させ➲ヨウ化物イオンの自己酸化が防がれ，水の酸化（
酸素生成）が安定に進行することを実証する。

今回見出した酸ヨウ化物（Ba₂Bi₃Nb₂O₁₁I）は，ハロゲン層，ペロブス
カイト層，フルオライト層の３種類の層が規則的に積み重なった層構
造を有し，特にペロブスカイト層の存在がこの戦略達成に重要な役割
を果たしていることを明らかにした。ヨウ素の導入によって，塩素お
よび臭素の場合と比較してバンドギャップが狭くなり，540nm 程度ま
で吸収が拡張されるとともに，光吸収で生成した励起キャリアの寿命
も大幅に伸びることを明らかにした。研究グループはこの成果につい
て，層状ヨウ化物の系統的な検討と理解を通じて，その高性能化指針
を明らかにし，新規物質を合成することで，人工光合成（太陽光水素
製造）の実現に寄与できるものだとしている。

❏　関連論文：Layered Perovskite Oxyiodide with Narrow Band Gap
and Long Lifetime Carriers for Water Splitting Photocatalysis.；
水分解光触媒作用のための狭バンドギャップと長寿命キャリアを備え
た層状ペロブスカイトオキシヨウ化物,https://doi.org/10.1021/jacs.
1c02763
【概要】太陽エネルギーから化学エネルギーへの変換を実現するには、
バンドギャップが狭く安定性の高い半導体の開発が不可欠。ハロゲン
化物ペロブスカイト太陽電池に代表されるように、分極率の高いヨウ
素を含む化合物は、バンドギャップが狭く、キャリア寿命が長いため
注目されている。しかし、ヨウ素は自己酸化しやすいため、過酷な光
触媒による水分解には適さないと見なされてきた。ここでは、層状の
Sillen-Aurivillius oxyiodideであるBa₂Bi₃Nb₂O₁₁Iが、塩化物や臭化
物よりも広い範囲の可視光にアクセスできるだけでなく、安定した光
触媒として機能し、水を効率的に酸化することを示す。密度汎関数理
論の計算により、前に指摘した蛍石B_i2O₂ブロックではなく、ペロブス
カイトブロックの酸素2p軌道が価電子帯の最大値を異常に押し上げる
ことが明らかになった。これは、高濃度を考慮した修正マーデルング
ポテンシャル分析によって説明できる。ヨウ素の分極率。さらに、分
極率の高いヨウ化物は、Ba₂Bi₃Nb₂O₁1Iのキャリア寿命を延ばし、塩化
物や臭化物よりも大幅に高い量子効率を実現。可視光駆動の Zスキー
ム水分解は、酸素発生光触媒としてBa₂Bi₃Nb₂O₁₁Iを使用したヨウ素ベ
ースのシステムで初めて達成された。本研究は、分極性の「ソフト」
アニオンを層状材料のビルディングブロックに組み込んでバンド構造
を操作し、可視光応答機能のキャリアダイナミクスを改善するための
新しいアプローチを提供した。
※１．The Supporting Information is available free of charge at https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c02763.


図１．人工光合成プロジェクトの概要（今回の成果は〔1〕光触媒開発
のテーマ）➲〔1〕光触媒開発、〔2〕分離膜開発、〔3〕合成触媒開発
✺　「半導体光触媒」の新たな設計指針
光励起電荷移動の制御で量子収率がほぼ100%
□　半導体光触媒による水の光分解
昨年５月29日、NEDOと人工光合成化学プロセス技術研究組合らの研究
グループは、紫外光領域ながら世界で初めて100％に近い量子収率（光
子の利用効率）で水を水素と酸素に分解する粉末状の半導体光触媒を
開発。これまでに開発された光触媒では量子収率が50％に達するもの
はほとんどなかった画期的な成果。
半導体光触媒による水の水素と酸素への分解は、可逆的で多電子移動
を含む光化学反応。そのため、再結合や逆反応などの機会を多く含み、
必然的に反応効率低下は避けられない。このような反応において、100
％に近い量子収率の反応は実証されていない。光触媒内で何らかの
“特別な機能”が作用しなければそのような効率で水分解反応は進行
しない。現に、これまでに開発された水分解光触媒では紫外光励起を
必要とするバンドギャップの大きな酸化物でも、多くの場合が10％以
下の量子収率で、50％以上で水分解が進行したのはわずか数例（図2）。
本研究では、“100％に近い量子収率で水分解は実現できる”という
ことを初めて実証。代表的な酸化物光触媒であるSrTiO₃（Alドープ）
にRh／Cr₂O₃からなる水素生成助触媒とCoOOHからなる酸素生成助触媒
を光電着法により担持すると、従来の含浸法に比べて水分解活性が向
上した。350～360nmの波長範囲で外部量子収率（照射した光子数に対
する反応に利用された光子数）では96％に達した。この場合、光触媒
に吸収された光のほぼ100％を反応に利用できている計算となる（図2）。


図2　開発したSrTiO₃:Al光触媒における外部量子収率の波長依存性（
左図）と既存の高活性光触媒との比較（右図）
次に、この高活性な光触媒の構造を調べ、その“特別な機能”を解明
した。 用いた半導体光触媒はフラックス法で合成した結晶癖⁰のある
微粒子で｛100｝面、｛110｝面という異なる特定の結晶面が露出。こ
のような半導体微粒子は、光励起された電子と正孔がそれぞれ｛100｝
面、｛110｝面に選択的に移動する異方的電荷移動という現象が生じ、
これを効果的に利用。光電着法では光励起された電子が到達する結晶
表面に水素生成助触媒が還元的に、正孔が到達する別の結晶表面に酸
素生成助触媒が酸化的に、それぞれ析出―担持し----半導体微粒子内
で電位勾配があり、その整流作用により励起された電子と正孔を異な
る方向に移動させ、空間的に電荷分離できる----電子と正孔が、光電
着法で担持した助触媒により水素および酸素生成反応で速やかに消費
し、再結合がほぼ完全に抑えられ、 100％に近い量子収率での水分解
反応を達成する（下図3）。

図3　空間的電荷分離機能の高効率水分解光触媒の反応モデルと構造

光エネルギー変換の最も重要な要素は光励起された電子と正孔を一定
の方向に移動させることで、開発された光触媒はそれをモデル化した
ものである。植物の光合成も電荷移動を一方通行にすることで高い量
子収率が得られ、複雑な蛋白質構造により担われているが、それ再現
することは非現実的であるする。今回の光触媒は簡易構造で人工的に
作り出せ、高効率なソーラー水素製造技術実現に不可欠な高活性光触
媒の明確な設計指針となりうる。

【展望】今回用いたSrTiO₃（Alドープ）はバンドギャップが大きく紫
外光しか利用できず、さらにバンドギャップが小さく幅の広い可視領
域の光を利用できる光触媒において量子収率を上限まで高めていく必
要がある。図4は量子収率100％で水を分解したときの利用波長範囲と
太陽光エネルギー変換効率----例えば、500nmまでの光を全て水分解に
利用できた場合は約8％、600nmの場合は約16％の太陽光エネルギー変
換効率が得られる----を示す。バンドギャップの小さな化合物で水を
分解する場合は、さらに高度な触媒性能が求められ、今回の触媒設計
指針の応用で、製造プラントの省スペース化や製造コストの低減が期
待される。


図４．応答波長範囲と太陽エネルギー変換効率
✺　特開2021-001097　水素製造方法及び水素製造装置
【概要】
本発明は、改質した水と鉄、ニッケル、亜鉛、マグネシウム、アルミ
ニウム、スズなどイオン化傾向の強い金属から水素を発生させるため
の水素製造方法及び水素製造装置に関するものである。燃料ガスとし
て水素を使用することは従来から知られているが、反応容器内の温度
が１℃以上で８０℃未満の場合に、反応容器内の温度を加熱手段及び
電気分解によって継続的に上昇させることをも特徴とする。また、改
質した水を生成するための天然鉱石として、黄鉄鉱、白鉄鉱、辰砂、
方鉛鉱、斑銅鉱、ハロゲン化鉱物、蛍石、氷晶石、トルマリン、黒曜
石、マグネシウム、方解石、ウレキサイト（テレビ石）、コールマン
石、硼砂、ハウライト、石膏、重晶石、天青石、燐灰ウラン石、カル
ノー石、錦石、黒砂金石、麦飯石、バドガシュタイン鉱石、石英等を
用い、その粒径としては種類に応じて１～５ｍｍ、５～１０ｍｍ、10
～２０ｍｍ、２０～４０ｍｍ、３０～５０ｍｍとすることが挙げられ
る。また改質した水を生成するための人工鉱石としては、テラヘルツ
鉱石等が挙げられる。人工鉱石を用いる場合には、人工鉱石以外の物
質としてシリカ、アルミニウム、鉄、カルシウム、亜鉛、クロム、マ
ンガン、ジルコニウム、ストロンチウム、ステンレス、銀等からなる
少なくとも１種類の金属を混合させたことをも特徴とするものである。
また天然鉱石の他、天然鉱石より抽出出来るミネラルを添加すること
も有効である。例えば腐食花崗岩などから抽出するミネラルを使用す
る。添加ミネラル成分及び添加する個体の物質の例として、カルシウ
ム、リン、ケイ素、マグネシウム、ナトリウム、セレン、亜鉛、バナ
ジウム、ゲルマニウム、ニッケル、マンガン、モリブデン、銅、タン
グステン、コバルト、リチウム、バリウム、鉄、カリウム、アルミニ
ウム、ルビジウム、チタンなどが挙げられる。このように改質した水
１００重量部に対して、イオン化傾向の強い金属を３重量部以上、望
ましくは１５重量部以上配合することを特徴とし、さらに、イオン化
傾向の強い金属の重量部を１０～０重量部以上とすることをも特徴と
する。改質した水に酸性物質または、アルカリ性物質----例えば、酸
性物質では硫酸、アルカリ性物質では水酸化ナトリウム----加える。
次に、酸性の水溶液を用意するものも、アルカリ性の水溶液を用意す
るものも、同じ手順になる。次はアルカリ性の水溶液を用意する手順
で。水酸化ナトリウムを加えた水酸化ナトリウム水溶液を用意し、反
応容器内でイオン化傾向の強い金属と接触させることを特徴とするも
のであるり、また、反応容器の外部からの熱を加える加熱手段を用い
ずに、水酸化ナトリウム水溶液とイオン化傾向の強い金属との反応熱
のみによって反応容器内の温度を２５℃以上にすることを特徴する。
さらに、酸性の希硫酸水溶液や水酸化ナトリウム水溶液とイオン化傾
向の強い金属との反応熱によって反応容器内の温度を２５℃以上にす
ることを特徴とする。（中略）この改質した水とイオン化傾向の強い
金属は、反応を促進させるため、同時に改質した水内のタンクに電極
を設けて、電気分解による水素発生を同時に行うことが可能になる。
電極のほか、イオン化傾向の強い金属も反応して、電気を帯びた金属
からと改質した水から水素が大量に発生する。電極は、電極棒や電極
板を用いることができ、その素材としては、ステンレス、銅、チタン
などが挙げられる。この時に、水素と酸素と水が亜臨界点の状態に似
た動きをする水である改質した水が入り混じり、水素濃度を任意で高
めたり、酸水素ガスを生成することも出来る。これは酸水素ガス（Ｈ
ＨＯ）の状態のガス物質であり、それはブラウンガスとも呼ばれる。
 
そして、酸性では、例えば硫酸を使用した場合は、希釈してその濃度
を０．１％以上とし、アルカリ性では水酸化ナトリウム水溶液におけ
る水酸化ナトリウムの濃度を ０.１％以上とすることを特徴とするも
のである。

(これは長文だ)

下図１のごとく、原料水として、日本の飲料水としての水道水規格及
び、その他の水は浄水器で濾過した水、海水や汚れの酷い水、硬水、
軟水を問わずＲＯ膜などにて純水にした水を使用するか、またそれら
の水にミネラルを添加した水を使用し、該原料水を天然鉱石または人
工鉱石、あるいは天然鉱石および人工鉱石に通過させて改質した水と
し、該改質した水とイオン化傾向の強い金属とを反応容器内に入れ、
反応容器内で接触させた状態で反応容器内の温度を１℃以上かつ改質
した水の沸点未満とすることで、改質した水とイオン化傾向の強い金
属とを反応させて水素を発生させることを特徴とする水素の製造方法
で、低温かつ、自身の反応熱を利用し、外部からのエネルギーを極力
使用せず、低エネルギーで効率良く水素を製造するための水素製造装
置とを提供する。

図１．水素の製造方法に適用される水素の製造装置の概略構造平面図

図２．水素の製造方法に適用される水素の製造装置の概略構造立面図
【符号の説明】１１  主要な反応槽　１１ａ  原水　１１ｂ  蓋
１２  カートリッジ　１３  触媒フィーダー　１４  リリーフ弁
１５  分離タンク　１６  コンプレッサ　１７  貯留タンク　１８  
第２反応槽　２０  制御盤

【特許請求範囲】
１．原料水として、日本の飲料水としての水道水規格及び、その他の
水は浄水器で濾過した水、海水や汚れの酷い水、硬水、軟水を問わず
ＲＯ膜などにて純水にした水を使用するか、またそれらの水にミネラ
ルを添加した水を使用し、該原料水を天然鉱石または人工鉱石、ある
いは天然鉱石および人工鉱石に通過させて改質した水とし、該改質し
た水とイオン化傾向の強い金属とを反応容器内に入れて反応容器内で
接触させた状態で反応容器内の温度を１℃以上かつ改質した水の沸点
未満とすることで、改質した水とイオン化傾向の強い金属とを反応さ
せて水素を発生させることを特徴とする水素の製造方法。 
２．前記イオン化傾向の強い金属は、粉末またはインゴット状、粒状
あらゆる形の粉体とし、前記改質した水と該イオン化傾向の強い金属
とを反応容器内に入れて反応容器内で接触させることを特徴とする水
素の製造方法。 
３．前記改質した水は、酸性の改質した水またはアルカリ性の改質し
た水とし、前記反応容器内の酸性の改質した水またはアルカリ性の改
質した水に、新たなイオン化傾向の強い金属からなる粉末またはイン
ゴット状、粒状、あらゆる形の粉体を供給することで、加熱手段によ
る加熱無しに前記反応容器内の温度を１℃以上かつ改質した水の沸点
未満の間に保持して水素を発生させることを特徴とする水素の製造方
法。
４．前記反応容器内の温度は、１℃以上で８０℃未満の場合に、反応
容器内の温度を加熱手段及び電気分解によって継続的に上昇させるこ
とをも特徴とする水素の製造方法。
５．前記改質した水を生成するための天然鉱石は、黄鉄鉱、白鉄鉱、
辰砂、方鉛鉱、斑銅鉱、ハロゲン化鉱物、蛍石、氷晶石、トルマリン
黒曜石、マグネシウム、方解石、ウレキサイト（テレビ石）、コール
マン石、硼砂、ハウライト、石膏、重晶石、天青石、燐灰ウラン石、
カルノー石、錦石、黒砂金石、麦飯石、バドガシュタイン鉱石、石英
から選ばれた天然鉱石であり、また改質した水を生成するための人工
鉱石としてはテラヘルツ鉱石とし、この人工鉱石以外の物質としてシ
リカ、アルミニウム、鉄、カルシウム、亜鉛、クロム、マンガン、ジ
ルコニウム、ストロンチウム、ステンレス、銀からなる少なくとも１
種類の金属を混合させ、また天然鉱石より抽出できるミネラルとして、
腐食花崗岩などから抽出するミネラル、例えばカルシウム、リン、ケ
イ素、マグネシウム、ナトリウム、セレン、亜鉛、バナジウム、ゲル
マニウム、ニッケル、マンガン、モリブデン、銅、タングステン、コ
バルト、リチウム、バリウム、鉄、カリウム、アルミニウム、ルビジ
ウム、チタンがあり、その粒径としては種類に応じて１〜５ｍｍ、
５〜１０ｍｍ、１０〜２０ｍｍ、２０〜４０ｍｍ、３０〜５０ｍｍと
するとともに、前記改質した水１００重量部に対して、イオン化傾向
の強い金属を３重量部以上、望ましくは１５重量部以上、望ましくは
アルミニウムを１０〜４０重量部以上配合することを特徴とする水素
の製造方法。
６．前記改質した水は、酸性の希硫酸水溶液からなる酸性物質を反応
容器内でイオン化傾向の強い金属と接触させることを特徴とする水素
の製造方法。
７．前記改質した水は、濃度が０．１重量％以上、望ましくは０．１
〜１５重量％の硫酸を加えた希硫酸水溶液からなる酸性物質を反応容
器内でイオン化傾向の強い金属と接触させることを特徴とする水素の
製造方法。
８．前記改質した水は、水酸化ナトリウムを加えた水酸化ナトリウム
水溶液からなるアルカリ性物質を反応容器内でイオン化傾向の強い金
属と接触させることを特徴とする水素の製造方法。
９．前記改質した水は、濃度が０．１重量％以上、望ましくは０．１
〜３重量％の水酸化ナトリウムを加えた水酸化ナトリウム水溶液から
なるアルカリ性物質を反応容器内でイオン化傾向の強い金属と接触さ
せることを特徴とする水素の製造方法。
１０．反応容器にて改質した水とイオン化傾向の強い金属とを接触さ
せるために、イオン化傾向の強い金属を収容するための反応容器と、
反応容器にイオン化傾向の強い金属を投入するためのカートリッジ式
の金属投入手段を備え、前記金属投入手段から反応容器内に投入され
たイオン化傾向の強い金属は、水素発生後に酸化物粉体になり、イオ
ン化傾向の強い金属は変化を遂げるようにした水素の製造装置であっ
て、変化した金属酸化物粉体をカートリッジ内で分離し、回収可能な
状態で取り出すことを可能とした水素の製造装置。   
１１．反応容器にて改質した水とイオン化傾向の強い金属とを接触さ
せるために、イオン化傾向の強い金属を収容するための反応容器と、
反応容器にイオン化傾向の強い金属を投入するためのカートリッジ式
の金属投入手段を備え、前記金属投入手段から反応容器内に投入され
たイオン化傾向の強い金属は、水素発生後に酸化物粉体になり、イオ
ン化傾向の強い金属は変化を遂げるようにした水素の製造装置であっ
て、変化した金属酸化物粉体をカートリッジ内で分離し、回収可能な
状態で取り出すことを可能とした水素の製造装置。
１２．前記反応容器は、その底部に前記イオン化傾向の強い金属を投
入し、その金属類の最上位よりも前記酸性とアルカリ性水溶液の液面
を上位とすることを特徴とする水素の製造装置。 
１３．前記イオン化傾向の強い金属と接触する水は、反応容器内にお
いて固定されたイオン化傾向の強い金属に水を連続的に接触させるか、
水の中にイオン化傾向の強い金属を連続的に接触させて、任意の状態
で反応を連続的に行うことができるようにし、反応を止めたり、反応
をスタートさせたりを繰り返して任意の時間で反応を行うことができ
るようにしたことを特徴とする水素の製造装置。  
１４．前記反応容器は、該反応容器内の圧力が上昇し、６気圧以上の
圧力が反応容器内にかかった時は、反応スピードが抑えられるように
したことを特徴とする水素の製造装置。 
１５．前記改質した水とイオン化傾向の強い金属は、反応を促進させ
るため、同時に改質した水内のタンクに電極を設けて、電気分解によ
る水素発生を同時に行うことを特徴とする水素の製造装置。
１６．前記電極は、電極棒や電極板を用いることができ、電極棒や電
極板の素材としてはステンレス、銅、チタンから選択することができ
その際水素と酸素と水が亜臨界点の状態に似た動きをする水である改
質した水が入り混じり、水素濃度を任意で高めたり、酸水素ガスＨＨ
Ｏの状態のガス物質、言い換えるとブラウンガスを生成させることが
できるようにしたことを特徴とする水素の製造装置。  

✔ このシステムが実用性（商用）可能かは、廃棄物処理など環境的
側面（物質・熱エネルギー・温暖化ガスの３収支）と経済的側面評価
が定まらないと分からない。


図1. RF光触媒樹脂の（a）基本骨格構造、（b）三次元構造、(c) バ
ンド構造の模式図 ；欠陥の多い半導体バンド構造が形成される。一方、
汎用の導電性高分子であるポリチオフェン［P3HT: poly(3-hexylthi-
ophene-2,5-diyl）］（図2a）をドープしたRF/P3HT樹脂（図2b）では、
P3HTのHOMO（最高被占軌道）からアクセプター部位への電子移動によ
り電荷移動錯体が形成されます。そのため、光励起により樹脂上に生
成した励起電子はP3HTを通して輸送される（図2c）ため、導電性が向
上します。したがって、P3HTは樹脂の欠陥部分を繋ぐ、導電性の架橋
基として働き、このような高導電性化により高い光触媒活性が発現し
ます。本樹脂は、図３に示すように、太陽エネルギー変換効率約１％
の効率でH₂O₂を生成します。この効率は、これまでに報告された粉末
光触媒による太陽エネルギー変換反応としては最大の効率。

✺　水変換効率１％で水とO₂からH₂O₂を作る光触
７月26日、大阪大学の研究グループは，太陽光照射下，水とO₂を原料
として非常に高いH₂O₂生成活性を示す，ポリチオフェン含有レゾルシ
ノール－ホルムアルデヒド光触媒樹脂（RF/P3HT）を開発。H₂O₂は漂白
剤や消毒剤として重要な化学物質であるほか，燃料電池発電の燃料と
して利用できるため，エネルギーキャリアとして注目を集めている。
従来，H₂O₂は，H₂とO₂を多段階で反応させるエネルギー多消費型プロ
セスにより合成されている。一方，光触媒反応では，太陽光エネルギ
ーにより水とO₂から合成する（H₂O+1/2O₂→H₂O₂，DG°=+117kJ mol^–1）
人工光合成型のH₂O₂製造が原理的には可能。しかし，通常の光触媒で
は水の四電子酸化（2H₂O→O₂＋4H⁺＋4e^–）と，O₂ の選択的な二電子還
元（O₂＋2H⁺＋2e^–→H₂O₂）を進めることは難しく，新しい光触媒の開発
が求められていた。

研究グループは，これまで，レゾルシノール－ホルムアルデヒド（RF）
樹脂，に着目してきた。RF樹脂は，本来は絶縁体だが，高温水熱法で
合成することにより半導体光触媒となることを2019年に見出した。さ
らに2020年には，RF樹脂を酸性条件で高温水熱合成することにより，
太陽エネルギー変換効率0.7%という，これまでに報告された粉末光触
媒による太陽エネルギー変換反応としては最大の効率でH₂O₂を生成する
ことを見出す。今回研究グループでは，RF光触媒樹脂の活性向上を目
指した。汎用の導電性高分子であるポリチオフェン［P3HT: poly(3-
hexylthiophene-2，5-diyl）］をドープすることにより，樹脂の導電
性が飛躍的に向上し，太陽エネルギー変換効率1%の非常に高い効率で
H₂O₂を生成することを見出した。この樹脂は，酸性水溶液（pH～3）に，
レゾルシノール，ホルムアルデヒド，P3HTを加えて高温水熱処理する
簡単な方法により合成できるほか，3mm程度の取り扱いやすい球状粒子
であるため，様々な加工により社会実装が期待できるという。また，
今回の光触媒設計を応用して，さらに高活性なH₂O₂合成触媒の創製が
期待できるとする。


 ✺  NEDOら，100平米規模の人工光合成で水素製造
８月26日、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）と人工光合
成化学プロセス技術研究組合（ARPChem），東京大学，富士フイルム，T
OTO，三菱ケミカル，信州大学，明治大学は，100m²規模の太陽光受光
型光触媒水分解パネル反応器（光触媒パネル反応器）と水素・酸素ガ
ス分離モジュール（ガス分離モジュール）を連結した光触媒パネル反
応システムを開発し，世界で初めて実証試験に成功する。

【成果と展望】
□　光触媒パネル反応器の開発
NEDOとARPChemは今回、大量生産が可能で相互に連結でき、長期間使
用可能な光触媒パネル反応器を新たに設計、開発しました（図3左）。
この反応器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を格納しています。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。
ここで用いる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、量子収率ほぼ100％で水分解がで
きるという優れた特徴をもつ。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、簡易に製造が可能。開発
した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
の気泡がスムーズに反応器上方に移動し続け、光触媒シート表面は濡
れた状態を維持（図3右）するため、高い水分解効率を保つことがで
きる。また、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。この光触媒シート
に実験室環境下で疑似太陽光を連続的に照射し続けて水分解活性の長
期耐久性を測定した結果、初期活性の8割以上の活性を２カ月以上維
持できた（図4）。これを日本の屋外試験の条件下に置き換えると、
約1年の耐久性に相当する。


図３　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）


図４．疑似太陽光を昼夜連続照射したときの活性の時間変化


図５．3m²規模の光触媒パネル反応器（左）と100m²規模の光触媒パネ
ル反応器から生成した水素と酸素の混合気体（右）

□　100m²規模の光触媒パネル反応器の実証
新たに開発した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（図5左）、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（図1）、
それぞれのモジュールには自動的に水の供給量を制御する機構が組み
込む。光触媒パネル反応器は、屋外環境で継続して１年程度水素と酸
素の混合気体が発生することを確認。光触媒パネル反応器から生成し
た混合気体が勢い良く吹き出る様子を観察することができ（図5右）、
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
効率を達成 今回用いた光触媒は紫外光しか吸収しないため、太陽光エ
ネルギー変換効率は1％未満と低い値にとどまっていますが、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。

図６．100m²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

□　光触媒パネル反応システムの安全性試験
ソーラー水素製造プロセスでは、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ます。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します。１年以
上にわたる屋外試験の間、一度も自然着火・爆発は発生した。また、
今後の実用化に向けて爆発のリスクを確認するため、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を調査した。その結果、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ていない。混合気体を貯留するタンク（容
積3L）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確認できました。一連の結果は、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ているが、今後より厳密な安全性試験を行っ
ていく予定。今回開発した光触媒パネル反応システムは、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
間安全にソーラー水素を分離・回収できることを実証した。本成果に
より、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。
✔　今後、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し、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
ルギー効率の向上する意向。さらに、光触媒の高品位化促進されると、
2025年には全国展開も見えてきた。これは面白い！




特集｜中国撤退 Ⅰ
□　中国進出の日本企業の苦境
今年３月、マイクロソフトの企業向け電子メールソフト「エクスチェ
ンジサーバー」が大掛かりな不正侵入を受けると、NSAはそれから数
時間もたたずに、このサイバー攻撃が中国発のものだと突き止めた。
中国はこれまで、アメリカ企業のコンピューターシステムに侵入して
知的財産を盗むつもりはないと繰り返し主張してきた。習近平（シー・
チンピン）国家主席も2015年9月、当時のバラク・オバマ米大統領に、
サイバー商業スパイ行為を行わないと約束する。

この言葉は嘘だった。オバマも欺され、バイデもか。米政府の忍耐は
限界を超えていた。バイデン政権は差し当たり新たな対中制裁には踏
み切っていないが、日本などの主要同盟国と連携し、７月には中国の
サイバー攻撃を一斉に非難した。日本や欧州諸国の政府は、米政府の
動きを歓迎した。「サイバーセキュリティーに関しては、アメリカだ
けでなく、同じ考えの国々とも緊密に連携する」と、日本の菅義偉首
相（当時）は東京五輪期間中に本誌の独占インタビューで語っていた。
「官民一体の取り組みになるだろう。アメリカとの間ではハイレベル
な機会を活用したい」

中国政府とほかの国々の政府の間で緊張が高まっていることで、企業
にとってはただでさえ難しい中国ビジネスが、いっそう難しくなって
いる。日本経済は中国経済と密接な結び付きがあるため、日本企業は
極めて苦しい立場に立たされている。日本が過去30年間で行った対中
直接投資は総額1400億ドルを突破。日本の対中貿易額は対米貿易額を
上回っている。この点では、東アジアにおけるアメリカのもう１つの
重要な同盟国である韓国も同様だ。1979年に当時の最高指導者である
鄧小平が中国経済の門戸を世界に開放して以来、中国は世界のビジネ
ス関係者にとって「約束の地」だった。最初は安価な労働力の無尽蔵
の供給地として、のちには巨大な消費市場として、その魅力は絶大だ
った。世界の企業は「チャイナ・ドリーム」を抱いてきたのである。

その「ドリーム」は、ある程度まで実現したと言えるだろう。しかし
通商問題と人権問題をめぐる摩擦が強まり、いま対中ビジネスは困難
を極めている。ビジネス界は21世紀版の冷戦に巻き込まれる。この状
況は、ほとんどの企業のCEOが想像もしていなかった。多くの企業は、
莫大な時間と資金を投じて中国ビジネスを立ち上げてきた。フォルク
スワーゲン（VW）、トヨタ、ゼネラル・モーターズ（GM）といった自
動車メーカーは、合弁会社を通じて中国で自動車を生産している。現
在、中国はGMにとって世界最大の市場になっている。半導体大手のイ
ンテルも25億ドルを投じて、中国北東部の大連にコンピューターチッ
プの工場を建設した。
via  ニューズウィーク日本版 2021.10.12
                                                 この項つづく


風蕭々と碧い時代 
曲名：蒼氓（1988年）　唄： 山下達郎
作詞／作曲：　山下達郎


https://youtu.be/lWWmEmyXsAQ
1988年のアルバム『僕の中の少年』。なんと後半のコーラスには、桑
田佳祐、原由子夫妻が参加している。
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山下 達郎（1953年〈昭和28年〉2月4日 - ）は、日本のシンガーソン
グライターで、ミュージシャン。日本における旧来の愛称はヤマタツ
。外国語のクレジットでは Tatsuro を Tatsuもしくは Tatsと綴るこ
とがある。東京都豊島区池袋生まれ。妻は竹内まりや（シンガーソン
グライター）。現在所属するレコード会社はワーナーミュージック・
ジャパン。現在所属する芸能事務所はスマイルカンパニー、および、
妻と共同経営する個人事務所（著作権管理用）のテンダベリー&ハー
ヴェスト（山下側の企業[は株式会社テンダベリーミュージック）。
ビーチ・ボーイズ マニアとまで言われる程ビーチボーイズに詳しく、
山下達郎が影響を受けたのは、多くがブライアン・ウィルソンとビー
チ・ボーイズのようなアメリカン・ポップス・ロックのミュージシャ
ンからであった。自分のアルバムにもビーチ・ボーイズのカバーをし
ている。また、日本におけるドゥーワップの熱心なファンの一人であ
り、知識も豊富である。自分自身のヴォーカルを多重録音する「１人
ア・カペラ」という手法を用いることでも知られている。彼は他にソ
フト・ロック、ブルーアイド・ソウル、コーラス・グループ、スウィ
ート・ソウルなどのファンでもある。ジェームス・ブラウンやガレー
ジ・ロックも好むなど、音楽の趣味は幅広い。なお、萩原健太となら
び、日本におけるビーチ・ボーイズ・ファンの代表格である。音楽作
りに対する拘りと独自の制作姿勢から「音の職人」とも称される。レ
コーディングではボーカル・バックコーラスのほか、編曲からギター、
コンピューターの打ち込み、シンセサイザー、パーカッションまで１
人で手掛けている。全ての演奏を１人で行っている楽曲もある。特に
ギターのリズムカッティングを得意としている。アコースティック感
の強い作風を持ち味とするが、最新技術を活用する方針のため、アナ
ログからデジタルまでカバーする幅広いノウハウを持つ。大貫妙子ら
と共にシュガー・ベイブを結成し、アルバム『SONGS』（1975年）で
デビューした。プロデュースを手掛けた大瀧詠一のナイアガラ・レー
ベルでは、日本コロムビア時代の作品に、コーラスやストリングス・
アレンジで参加。特に大瀧のソロ・アルバム『NIAGARA MOON』（1975
年）や『NIAGARA CALENDAR』（1977年）に深く関わっている。また、
自身の作品制作の傍ら、1975年頃から、他のシンガー、ミュージシャ
ンへ楽曲提供を始めた。小杉理宇造を通じてジャニーズ事務所との繋
がりもあり、近藤真彦の「ハイティーン・ブギ」（1982年）、KinKi
Kidsのデビュー・シングル「硝子の少年」（1997年）や「ジェットコ
ースター・ロマンス」（1998年）などのヒット曲を出しているほか、
ジャニーズ所属タレント出演作品の主題歌も多く手がけている。海外
では作品リリースを行っていなかったが、2010年代のヴェイパーウェ
イヴのブームで作品が発掘され広まった。ちなみに、山下達郎がバッ
クトラックを作成した竹内まりや作の「プラスティック・ラブ」は、
2021年現在、非公式動画ながら海外のリスナーを中心にYouTubeで合計
1億回以上再生されている（詳細は「プラスティック・ラブ#「ジャパ
ニーズ・シティ・ポップ」」参照）。via Wikipedia

●　今夜の寸評：沸騰する欲望と対峙する知恵 ④
令和ニューディールの特徴を掲げると、①パンデミック、②レジリエ
ンス、③サステナビリティの３つであり、非常時的且つ継続的財政的
投企であり、この「目標と計画と信用創造活動」に沿った国民的合意
形成と勤労結集にある。このことを踏まえない如何なる政治委員会も
「国民の罷免」に遭う。
尚、「バラマキ政策」との批判が中央政府内部から出ているので、こ
れらは、①パンデミック債、②レジエンス債、③グリーン債の１０年
もので賄うことを補足する。