トヨタが人工光合成に成功！メリットから問題点、実用化はいつ？
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最新のニュースでこんなニュースが目に飛び込んできた。
「トヨタが世界最高水準の人工光合成に成功！」
このとんでもないニュースを詳しく解説していこう。
トヨタ自動車グループが愛知県長久手市を拠点にしている豊田中央研究所が今月の21日、太陽光を使って水と二酸化炭素から有機物のギ酸を生成する「人工光合成」の効率を世界最高水準まで高めることに成功したと発表した。
その豊田中央研究所は2011年に、水と二酸化炭素のみを原料とした人工光合成に世界で初成功していたのだが、この結果だけでは満足しておらずひたすら研究を続けた結果、当初は太陽光エネルギーを有機物に変換できる割合が0.04％だったが、改良を重ね7.2％まで向上するという快挙を成し遂げた。この数字は植物の光合成の効率を上回るという。
光合成を再確認していこう
光合成ってそもそもなんだっけ？少なからずこの意見もあるだろう。そこでまず光合成を紹介していこう。
光合成とは太陽から発せられる光エネルギーを使用して水を酸素と水素に分解するという「明反応」と分解により発生した水素と大気中の二酸化炭素からデンプンやブドウ糖などの糖質を合成する「暗反応」の2つが存在する。
「暗反応」がイマイチわからない場合は野球で例えてみると分かるのではないだろうか？
（例）
太陽というピッチャーから葉緑体というキャッチャーにボールを投げ、その二酸化炭素と水を含んだボールを一塁、二塁、三塁のいずれかの人に向かって放出する（これがデンプンやブドウ糖などの糖質）というものである。
人工光合成によるメリット
光合成について分かってけどそれを人工的にやることで何が出来るんだ？これまた疑問に思うことだろう。2つほど紹介していこう。
メリット1：地球温暖化対策
この人工光合成によって出来ること、それは石油や石炭といった化石燃料に頼らずにエネルギーをまかなうことができる。
現在、地球温暖化が進み人間などが排出する二酸化炭素によって環境に多大なる影響を与えている。その二酸化炭素の排出量を石油や石炭を使わないことによって減らすことが出来る様になるというのだ。
さらに二酸化炭素の排出量を減らすメリットはこれだけじゃない。
強い雨が少なくなることや大型の台風が来づらくなるというようなものまであるのだ。これらを踏まえると人工光合成は人類が考える懸念点の多くを解決してくれる救世主であると言えるだろう。
メリット2：飢餓問題を解決する
2つ目のメリットは飢餓問題を解決するという点である。
現在も世界の人口は増え続けており、2050年には９０億人をも超えるというデータまである。
詳しく見てみると、アメリカ農務省の統計によれば、202１年の世界穀物生産量は過去最大 22億トンと言われているのに対し同期間の消費量は 22億を超えるというのだ。
このままでは食糧が尽きてしまう。しかし2013年のデータによるとなんとこの人工光合成によって３割ほど改善できるということが分かった。この３割の改善によって消費量が生産量を上回る心配がなくなるという。
この人口増加による食糧不足を人工光合成によって賄うことが出来るというのだから驚きだ。
これからも3割から４割というように改善される可能性があると思うと人類が考える心配は実現しないよう思える。
人工光合成の問題点
これ程まで大きなメリットがあるものの少なからず問題点もある。それを紹介していこう。
人工光合成の問題点とは？それは高い変換効率が必要になるということだ。人工光合成では太陽エネルギーが求められる。
事実、人工光合成を植物の光合成と比較すると技術レベルでいう変換効率は植物を大きく超えている。
しかしそれを産業として活用してくためにはもっと高い変換効率が必要になってくる。
そうなると莫大な金額が必要になったりと金銭的に大きなデメリットがあるということだ。
しかしこれも将来への投資と考えることが出来るためそれほど問題点ではないと考えられている。
人工光合成って、どのような方法で利用するのか？
さまざまなメリットやデメリットを紹介してきたが、どうしても身近なものとして捉えづらいと思う。
そのイメージを払拭するために、現時点での人工光合成の利用方法を紹介していこう。
発生方法：人工光合成パネルを使用する
現時点で有力な利用方法は「人工光合成パネル」である。
この表面に触媒を設置し、太陽から光エネルギーを受け取ることで水を分解し、その過程で発生した水素を燃料などに使用するというものである。
化学燃料を使わないので、問題となる廃棄物は発生しないというメリットもしっかり考えられている。太陽光発電でよく目にするパネルと比較しても大きな違いは無いと専門家は語る。
人工光合成の実用化は2050年！？
今回は人工光合成とは？から利用方法まで紹介しました。
1つに見えてもその課題はとても多く、世界の研究者が力を揃えても完全に解決できるのは2050年と言われているほど。実用化は2050年以降と考えらている。
それ程までに難解な問題に立ち向かおうとしているのです。
本記事を見て気になった方は世界の問題であるということを認識し、人工光合成について調べてみてください。
