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石油枯渇後の主要エネルギーは「人工の葉っぱ」
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人工の葉っぱが、新たなエネルギーのキーとなり得るのだろうか。(EcoFriend)

人工の葉っぱ”(artificial leaf)による “光合成”(photosynthesis)が、人類の次世代エネルギー源となる可能性を示唆する研究結果が、カナダ・バンクーバーで行われた米国科学振興協会にて発表されたという、エネルギー問題に対する興味深いニュースを紹介。世界のエネルギー消費量は今後40年間で100%増加しその間に石油と天然ガスは枯渇するという、極めてシビアなエネルギー問題を持つ我々人類にとって、新たなエネルギー源となりうる可能性の選択肢は非常に重要で、もちろんそのエネルギーは環境にも優しいものである必要がある。


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以下、2月24日のAFPより抜粋

光合成を行う「人工の葉っぱ」がエネルギー源になり得るとする複数の研究が、カナダ・バンクーバーで前週末に開かれた米国科学振興協会(AAAS)のカンファレンスで発表された。

世界のエネルギー消費量は今後40年間で100%増加すると予想されている。この間に石油と天然ガスは枯渇すると考えられており、光合成をエネルギー源として活用するためのさまざまな方法が模索されている。だが光合成は効率が低く、小麦やテンサイなどの主要作物では理論上最高で5%程度だ。ただし、効率が数パーセント上がるだけでも、主要なバイオ燃料源になる可能性があるという。米アリゾナ州立大のアン・ジョーンズ準教授は、「現在使われている化石燃料は全て光合成の産物だ」と指摘した上で、「光合成の効率を上げることは可能」だと述べた。

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光合成の効率を上げることで、主要なバイオ燃料源になり得るという。(Wikipedia)

無駄になっている電子を活用
ジョーンズ氏によれば、二酸化炭素(CO2)が固定化される際の触媒となるルビスコという酵素が飽和状態になると、炭水化物の生成が遅くなり、吸収された光エネルギーの大半が熱となって失われる。ジョーンズ氏は「植物の分子機構は、晴れの日には、ルビスコの炭水化物製造エンジンが扱いきれない量の電子を生産し、これらの電子の多くが無駄になっている」と語り、送電網が整備されていないため発電所で作った電気が無駄になっているようなものだと説明した。科学者たちは、光合成にかかわる集光細胞が吸収したエネルギーを生化学的な微細なワイヤーで別の細胞に送り、燃料を生産させる方法を検討している。

英ケンブリッジ大のハワード・グリフィス教授は、ルビスコを操作して、イネの光合成の効率を上げる方法を模索している。エンジンにターボチャージャーを付けるようなものだが、現段階ではそれほど簡単なことではない。これまでに、サトウキビや藻類などの一部の植物では、C-4と呼ばれる分子機構のおかげで、ルビスコの能力が比較的高いことが分かっている。この分子機構を遺伝子操作によりイネに組み込み、収量を増やせるかもしれない。

人工の葉っぱでバイオ燃料を直接生産も
英グラスゴー大のリチャード・コッジェル氏は、二酸化炭素と水から直接バイオ燃料を生産する「人工の葉っぱ」を用いる方法を提唱している。「実用化まで少なくとも半分の距離はこなした。30年から50年後には実現されるのではないか」と述べた。(AFP)

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バイオ燃料のライフサイクル図。農業経営者一人勝ちの図とも言える。(climatelab)

そもそも人口の葉っぱによる光合成を利用した “バイオ燃料” とはどのようなエネルギーなのだろうか。バイオ燃料は、ガソリンやディーゼル燃料に代わる、トウモロコシ、大豆、サトウキビなどを原料とした “再生可能燃料” で、農業を活性化し、二酸化炭素(CO2)の排出量を削減してくれるというメリットがある。しかし、その一方で、トウモロコシの栽培には大量の除草剤と窒素肥料が使われるし、土壌の浸食を起こしやすい。しかも、エタノールを生産する工程で、得られたエタノールで代替できるのと大差ない量の化石燃料が必要になるというデメリットも存在し、決して万能とは言い切れない側面も持っている。CO2だけを削減したとしても、総合的な温室効果ガスの削減が実現できなければ、地球温暖化問題の根本的な解決に繋がらないという考え方だ。とはいえこのバイオ燃料、自動車や航空機を動かす化石燃料の代替として期待されているのも事実だ。車の燃費を上げ省エネルギーに取り組めば、2050年までにガソリン需要をゼロにすることもできるというのだから、次世代エネルギーの一端を担う可能性は少なくない。


参考記事: National Geographic, Wikipedia, and AFP.


  

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2012'03'01(Thu)18:56 [ 人口・環境問題 ] CM4. TB0 . TOP ▲
COMMENT


でも難しい問題もありますね。

処理を行うのに、原油を原料としているものがあったり、
電気が必要だったりと、卵か鶏かといった論争も少なからずありますしね。
2012/03/02 00:17  | URL | flowerh #- [edit]


flowerhさん、こんにちは!

次世代エネルギーの筆頭は間違いなく電気だと思うのですが、
バイオ燃料の強みは現在ガソリンを使用しているエンジンに
即戦力として速やかに移行できるところなのかなと思います。

今後、電気を主動力にしたエンジンがエネルギー供給の側面
も含め、いかに発達し、現実的なものになるかでバイオ燃料
の存在意義も変わってくるのではないでしょうか。

いずれにしても、どのエネルギーも一長一短なので、
なかなか難しい問題ですよね。
2012/03/02 02:58  | URL | Garyo #- [edit]


凄い!こういう研究がすすんでいるんですね!
2012/03/03 16:19  | URL | きゅー #KwZbu31Y [edit]


きゅーさん、はじめまして!

そうみたいですね~。

これから30年後くらいの間に、地球規模で環境が急変すると
言われていて、科学者たちも頭を悩ませているようです。
2012/03/03 21:15  | URL | Garyo #- [edit]
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