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    2021  年     5   月   12   日配信

              昨日   5 /111 (火)に会員限定で開催しました。

    テーマは3つでした。

    テーマ1 「脱軽油」+トヨタの FC モジュール

     国際炭素調整税: FC トラック、 FC バスの普及は早いです。

    テーマ2 合成燃料と人工光合成 : CO2 無しの石油

       Step 1  CCUS で合成燃料

       Step 2  DAC で合成燃料

       Step 3 人工光合成で合成燃料

     開発具合で Step 2を通り越して Step 3に行く可能性あり。

    テーマ3 事業再構築補助金の次回申請に向けて

    悲観せず、しっかりと、じっくり考えましょう。

     

    短いですがの一般公開版を公開してます。

     

    http://nakazawa-cpa.net/ 

     

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       4/22

      4/27

    と人工光合成に関して配信しています。

    その後、 人工光合成 に関して、色々な報道がありますので、まとめます。

    また、明日の Web 中澤塾のテーマ2として、解説します。

     

    <人工光合成とは>

    エネルギー源:太陽光のみ

     化学反応としては: CO2 + H2O→O 2+有機物質(炭素 C を含む化学物質)

      豊田中央研究所  では

              CO2 +2 H 2 O→ 20 2 + HCOOH (ギ酸)

    <課題>

     変換効率  自然界   0.03 %

           人工光合成  7.2 %(豊田中央研究所)

           商業ベース  10 %

    <日本の現状>

    豊田中央研究所 

      4/26 日経    人工光合成効率、世界 最高の7.2%: 日本経済新聞 (nikkei.com)

      4/22 と 4/27 のメルマガ参照

    東芝

      4/27  日経

      東芝、人工光合成起こす「緑の技術」 CO2 を資源に: 日本経済新聞 (nikkei.com)

     

     

    COを利用して生まれる製品(出所 : 東芝)

     

    ・ CO2 を変換して生産する原料は 一酸化炭素( CO ) だ。

    ・ CO を水素( H2 )と混合して「合成ガス」 にすれば、

    ・触媒反応などによって メタノールやジェット燃料 といったさまざまな製品を製造できる。

    東大、三菱ケミカル、 Inpex 他

      5/9 日経

       砂漠で「ソーラー水素」 日本発で狙う資源革命: 日本経済新聞 (nikkei.com)

    本州と九州の合計面積に相当する サハラ砂漠 3% 分に光触媒パネルを並べると、全世界の消費エネルギーを賄う水素をつくれる

     

      「商用化に必要な変換効率 10% に向けたアプローチに見当はついている」と話すが、 茨城県での研究は夏でも平均 1% 弱 にとどまる。

     

      欧州では 10% の効率を実現できた研究もあったが、大規模化すると装置の品質を保てず、 コストも膨らむ とみて進展していない。

     

    <素朴な疑問1: 太陽光発電では十分じゃないの? >

      電気:運ぶには、送電線が必要

         +送電のロスが発生(常温超電導はまだ不可)

        =長距離の輸送はできない。又は、全個体電池等が開発されても、

         単位面積当たりのエネルギーが少ない

      従って、 長距離の輸送には、別の物質に変換して運搬する必要がある。

    <素朴な疑問2:他の物質は何?>

     

       別の物質の候補: 水素( H2 ) ・・・輸送効率を上げるには液化(マイナス 250 度以上が必要)

                アンモニア( NH3 ) ・・・マイナス 30 度で液化

                ギ酸( HCOOH) ・・・・常温常圧で液体

      いずれも 別の化学反応が必要・・・・エネルギーが必要

     

     太陽光発電の電力で水を電気分解 2 H2O→ 2 H2 + O2

       ・ CO2 を吸収しない

       ・ H2 をそのまま運ぶには高コスト

       ・運びやすい物質に変換するのは、更にコスト

      人工光合成を活用する方が効率的

     

    <素朴な疑問3:人工光合成のメリットってなに?>

    メリット1: CO2 を吸収 すること

    メリット2: 太陽光以外のエネルギーを必要としない=どこでも可能

           (地球上のどこでも太陽光は存在)

    メリット3:触媒により、 常温常圧での輸送が可能 な物質が合成できる。

       石油のメリット:常温常圧で液体+単位面積当たりのエネルギーが高い

       実質: CO2 を発生させない石油を太陽光だけで製造できる。

     

    <素朴な疑問4:エネルギー変換効率10%て必要?>

     エネルギー変換効率は高いほどよい・・・・当然

     設備投資と耐用年数とランニングコストと「売価」

     で、必要なエネルギー変換効率が変わる。

     

      自然界:設備投資「ゼロ」+耐用年数「無限」+ランニングコスト「ゼロ」

      なので、エネルギー変換効率 0.03 %でも OK

     

    <日本国内での人工光合成の可能性は?>

     人工光合成は 太陽光発電の適地の内、

         A: 発生地と大消費地が遠いところ・・・例えば、さはら砂漠等

         B: 使用電力<太陽光発電の移動体・・・例えば、 HV の車体等

      日本国内では A はほとんど存在しない。 (無人島等は可能性有)

      従って、 B の可能性は残るが ‥‥ 可能性があるというだけかも?

     

    <人工光合成 → 合成燃料>

    例えばギ酸  HCOOH

    燃料の最小単位はベンゼン環  C6H6

      従って 6 HCOOH→C6H6 +3 O2 +3 H2

    なので、

      砂漠で人工光合成で合成・・・・ CO2 を吸収

          ↓

      石油タンカー(常温常圧)で、大量低コスト輸送

          ↓

      石油化学工場、製油所で、合成燃料を製造・・・ O2 と H2 も出てくる( H2O も)

               H2 ・・・水素発電、 FCV で活用

               O2 ・・・工業用、医療用酸素で活用可能

        ( 化学反応の過程で、 H2O が安定的なので、 H2O + O2 になって、水素が出てこない可能性も存在。・・・ここは、日本の石油化学の「腕の見せ所」かな?)

     

          ↓

       ガソリンスタンドで HV へ給油、ジェット燃料で使用

          ↓

    HV で燃焼・・ Co2 排出・・ Co2 は吸収と排出で「ニュートラル」

     

    人工光合成はとんでもない「ゲームチェンジャー」の可能性 があります。>

      昨日 ( 5/11 )開催の Web 中澤塾ので詳しく解説しています。

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