温室効果ガスを、簡単に水素と化学原料に変換―高性能な複合光触媒を開発：東京工業大学/物質・材料研究機構ほか
(2020年1月28日発表)
東京工業大学物質理工学院材料系の庄司州作博士課程学生と宮内雅浩教授、（国）物質・材料研究機構の阿部英樹主席研究員らの研究グループは1月28日、高性能な複合光触媒を開発し、低温でメタンの二酸化炭素を改質（ドライリフォーミング）することに成功したと発表した。紫外線照射のみで反応し、触媒の劣化がなく、長期に安定して使えることと、温室効果ガスのメタンと二酸化炭素を、アルコールやガソリン、化学製品の製造の原料に利用できる。高知工科大学、九州大学、静岡大学との共同研究の成果となった。
開発した光触媒は、チタン酸ストロンチウムにロジウム塩水溶液を密封容器内で加熱処理するだけで簡単に作れた。この光触媒に紫外線を当てると、温室効果ガスのメタンと二酸化炭素を、水素と一酸化炭素の合成ガスに変換できた。
合成ガスはアルコールやガソリンなどを製造する時の化学原料になる。このドライフォーミング反応は天然ガスやシェールガス（メタンやエタンが主成分の化学燃料）の有効利用にもつながる。しかも工業的に問題となる炭素の析出などの副反応が劇的に抑えられた。
光触媒は長期にわたって安定していることも確かめた。従来の熱触媒の代表であるニッケルを付着させたアルミナでは、触媒劣化や反応装置の破壊をしかねない問題があった。
これまでよく知られている光触媒反応の「水の分解」や「二酸化炭素還元」では反応の媒体として水素イオンが使われていたが、開発した光触媒の反応は格子酸素イオンを媒体とする新しい反応で、これから様々な気相反応への展開が可能になると見ている。
実用化のためには、紫外線より太陽光の主成分の可視光を吸収できる光触媒材料の開発が有利になるため、さらに改良を目指している。
温暖化ガスの低減に貢献できるとともに、低温で合成ガスが製造できることからガソリンなどの製造施設が大幅に簡略化できると見ている。