「人工光合作用」正待開花結果
2022/03/15
利用太陽光、水、二氧化碳製造有用物質的「人工光合作用」備受關注。在中間環節的製氫方面,豐田和日本製鐵參與的大規模實證將於2030年開始實施,目標是以更低的成本(比從天然氣中分離氫氣的方式更便宜)來製造生産時不排放二氧化碳的「綠色氫氣」。為了實現被視為脫碳王牌的「夢之技術」,日本企業將對最前沿的嘗試和課題進行驗證。
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2021年成功進行約100平米實證的設施(茨城縣) |
「豐田擁有的汽車廢氣催化劑相關技術,對於光催化劑的開發和降低裝置成本不可或缺。歡迎豐田加入進來」,三菱化學執行研究員瀨戶山亨如此説道。三菱化學與東京大學等在最近10年一直致力於人工光合作用的實證業務。此次邀請豐田等企業加入,啟動著眼於實用化的新項目。
NEDO提供300億日元資助
新項目首先將開發把水分解成氫氣和氧氣的光催化劑片。把水封入貼有光催化劑片的光伏面板裏,在太陽光的照射下産生氫氣。面板為幾公頃~100公頃,規模遠遠大於之前的實證業務。計劃2030年將製氫成本降低到每公斤240日元,是從天然氣中分離氫氣的同等以下水準,到2050年進一步降低到170日元以下。日本新能源産業技術綜合開發機構(NEDO)決定在未來10年內提供300億日元的資金援助。
如果能以低成本製造氫氣,豐田就能使用氫氣為燃料電池車提供動力,有望通過以氫氣為基礎製造的塑膠零部件來降低汽車生産成本。由於是不排放二氧化碳的綠色氫氣,還有助於生産汽車時減少碳排放。
日本製鐵正在致力於「氫氣煉鐵」,使用氫氣代替煤炭使鐵礦石發生還原反應,從根本上減少二氧化碳排放,因此也需要便宜的氫氣。日本製鐵表示,「希望該項目能夠有助於構建綠色氫氣供應體制」。
在亟待採取脫碳應對措施的情況下,代表日本産業界的豐田和日本製鐵加入到項目中,顯示出産業界對人工光合作用的高度期待。
人工光合作用是利用陽光將水分解成氫氣和氧氣,然後利用生成的氫氣和二氧化碳來製造有機物。正如字面的意思那樣,是以人工方式來實現植物的光合作用。主流分解方式有兩種,一種是使用吸收陽光的光催化劑,一種是使用電極。二氧化碳從工廠等收集,使其與氫氣反應製成塑膠原料等。中間産生的氫氣和氧氣還可以用於其他用途。
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