植物をまねて、太陽光をエネルギーに水と二酸化炭素(CO2)から化学原料などを作る「人工光合成」が、カーボンニュートラルを目指す有望技術として浮上してきた。日本の研究グループが規模を大きくした装置を作り実用性の検証に乗り出しているためだ。特許出願でも日本の研究機関が世界をリードしている。正林国際特許商標事務所(東京・千代田)の分析などを基に、主要国の研究開発動向を探った。人工光合成には、水を水素
植物の特徴の一つが光合成といわれる。生きていくために欠かせない養分を自ら作れるのは、とても便利だ。ところが、その光合成をやめてしまった植物がいるのだとか。いったいなぜ? その謎に挑んでいるのが、神戸大学大学院理学研究科教授の末次健司さん。森での観察と、研究室での最新機器によるDNA・RNA解析という2つの手法を用いて、生態や進化の過程を解き明かしている。 菌類を“だまして”栄養を取る ー光合成をやめた植物がいるなんて不思議ですね。どんな顔ぶれなのでしょう。 植物が光合成をやめると、他の生物から養分を調達しなければいけません。調達先によって2種類に分けられます。一つが「寄生植物」。他の植物から養分をもらうタイプで、代表的なのはブドウの仲間のミツバカズラのつるに寄生するラフレシアです。もう一つが「菌従属栄養植物」で、植物ではなく、キノコなどの菌類をだまして養分を取っています。有名どころではギン
光触媒を使った水素製造のフィールドテスト 植物が、太陽エネルギーを利用してCO2と水から有機物(でんぷん)と酸素を生み出す「光合成」。日本が目指す「カーボンニュートラル」(「『カーボンニュートラル』って何ですか?(前編)~いつ、誰が実現するの?」参照)においても、CO2削減に寄与する植物のこうした働きは重視されていますが、この光合成を模して、太陽エネルギーとCO2で化学品を合成しようとしているのが「人工光合成」技術です。そのメカニズムについては「CO2を“化学品”に変える脱炭素化技術『人工光合成』」でご紹介しましたが、今回は、産官学連携で進められている「人工光合成」が今どこまで進んでいるのか、研究の最前線をご紹介しましょう。 CO2を使うことで削減する、「人工光合成」を簡単におさらい 日本が掲げる「2050年カーボンニュートラル、脱炭素社会の実現を目指す」という長期的目標を実現するためには
光合成を行う細菌を組み込んだ「生きた建材」のプロトタイプをアメリカのコロラド大学ボルダー校の研究チームが開発しました。ニューヨークタイムズやScience Alertなどの報道各社は「生きたコンクリート」として報じています。 Building materials come alive with help from bacteria | CU Boulder Today | University of Colorado Boulder https://www.colorado.edu/today/2020/01/15/building-materials-come-alive Scientists Create “Living Concrete” That Can Heal Itself https://futurism.com/the-byte/scientists-create-livi
2020年以降の気候変動問題に関する国際的枠組み「パリ協定」では、世界各国の二酸化炭素(CO2)排出量の削減が厳しく求められている。日本は30年度までに、13年度比で26%の削減を目標とされた。20年10月には、日本政府が「カーボンニュートラル(温暖化ガス排出量の実質ゼロ)宣言」を発表。国内外でCO2など温暖化ガス排出の抑制やその手段に対する関心が急速に高まっている。その中で、注目を集めているのが、太陽光を使って水素を取り出せる「人工光合成」の研究だ。今回は、「日経クロステック ラーニング」で「人工光合成技術の最前線と光触媒技術の課題」の講師を務める東京理科大学理学部第一部応用化学科 教授の工藤昭彦氏に、人工光合成の技術やその役割、今後の可能性について尋ねた。 人工光合成が、カーボンニュートラル(温暖化ガス排出量の実質ゼロ)の観点で注目されている理由を教えてください。 工藤氏:人工光合成に
このブログで度々登場する「光合成」ですが、人工で光合成する技術を使って産業用に使える物質を作りだすプロジェクトが日本で発足するようです。 日経のこちらの記事です。https://www.nikkei.com/article/DGXZQOUC1733J0X10C22A2000000/ 8年程前に仕事で知り合った方が「光触媒」の研究をされていて、「人工光合成」って言っていた気がするな… その頃はあまり気にしておりませんでしたが。 除草の請負を始めた頃から(私が気にし始めので記事が目に付くようになっただけですが)人工光合成という言葉を良く聞くようになり、調べてみると「水素」を作れることを知りました。 原子力を使って水素を作る技術なんてのも最近良く耳にしますが、こちらの人工光合成の方が格段に安全だと思いますし、明るい未来になる感じがします。 その頃から「水素」には、太陽光、水力、風力、地熱、バイオ
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、豊田中央研究所の「人工光合成セル」=21日午後、愛知県長久手市 トヨタ自動車グループの豊田中央研究所(愛知県長久手市)は21日、太陽光を使って水と二酸化炭素(CO2)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。過程でCO2を材料とするため脱炭素化につながるほか、生成したギ酸から水素を取り出し燃料電池の燃料に使うこともできる。早期実用化を目指す。 豊田中央研究所は2011年に、水とCO2のみを原料とした人工光合成に世界で初成功。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%まで向上させた。植物の光合成の効率を上回るという。
こんにちは! たけしです。 この技術は、やばいと思えるものを見つけてしまいました!! その技術は、植物の光合成の効率を上回る人工光合成が可能となったと発表がありました。 これが発達していけば、地球上の二酸化炭素の割合を調整できるだけでなく、宇宙コロニーへ大勢の人が居住することが可能となるのではないでしょうか。 こういった技術を見るとやはり興奮してしまいますね〜♪ そして、疑問に思いました。 「植物の光合成はどれくらいの効率なのだろうか?」 気になったのなら、調べるしかない!! 今日は、調べてみた内容を紹介していこうと思います。 人工光合成の性能 開発したところは、トヨタ自動車グループの豊田中央研究所さんだそうです。 水と二酸化炭素を使って、ギ酸という物質を生成することができ、現在の性能は7.2%となっております。 ギ酸とは、赤蟻が噛んだ時にチクッとする時に感じる刺激の元らしいです。 そして
空気中の微生物を調査したら、地球の50%もの光合成をしたり五大栄養素のミネラルを供給したりしていたと驚きの結果が続々! 超・進化論(24) 人間は本当に生物界の頂点か⁉ 生命誕生から40億年のあいだに出来上がった生き物の隠れたネットワークやスーパーパワーが、最先端科学で次々と解明されている! NHKスペシャル シリーズ「超・進化論」では、5年以上の歳月をかけて植物・昆虫・微生物を取材。そこには常識を180度くつがえすような進化の原動力があった。 書籍化された『超・進化論 生命40億年 地球のルールに迫る』では、40億年前に誕生し、今も進化を続ける「微生物」の秘密を明らかにしていく。 人の体で暮らす微生物は約100兆で、人の細胞のおよそ37兆より圧倒的に多い。太古の祖先による海から陸上への進出も、腸内に微生物がいたことで果たせた可能性がある。 さらに今も、次々と新しい能力がわかってきている
Published 2024/03/01 00:13 (JST) Updated 2024/03/01 00:35 (JST) 光合成をせず、地中にいる菌類から栄養分を吸い上げることで知られる「タヌキノショクダイ科」の植物の新しいグループを発見したと、神戸大や鹿児島大のチームが29日付の国際誌電子版に発表した。生物の分類階級で「種」より一つ上の「属」のレベルで新しいという。 大部分が土に埋まっていることから、地中をすみかにするムジナ(アナグマ)にちなんで「ムジナノショクダイ」と命名した。 チームによると、日本で新属の植物が発見されるのは珍しい。見つかるとしても、既に知られていた種のDNAを解析したら新属だったと分かる場合が多いという。 ムジナノショクダイは根も含めて高さ約3センチ、花の直径約1.5センチ。見た目の特徴に加え、DNA解析の結果から、タヌキノショクダイ科の新属新種だと判明した。
原始的な光合成細菌にクモの遺伝子を組み込むことで、糸を作らせることに成功しました。 クモが作る生分解性のシルク繊維は軽量でありながら同じ太さの鋼鉄に匹敵する引っ張り耐性(靭性)があり、広い分野で材料としての応用が期待されています。 しかしながらクモを大量に飼育することは、一匹あたりの巣が多くのスペースを取ることや、少量しかクモ糸を作ってくれないため難しいそうです。 そこで日本の理化学研究所の研究者たちは、クモ糸の遺伝子(MaSp1)を、海洋性の光合成細菌に組み込み、海水・光・二酸化炭素・窒素を与えました。 その結果、光合成によってクモ糸タンパク質を生産させることに成功し、加工によってクモ糸様の繊維構造を再現することにも成功しました。 いったい光合成で作られたクモ糸シルクは、どんな手触りがするのでしょうか? 光合成でどうやってクモ糸を作るの?光合成でクモ糸を作るには、光・海水・二酸化炭素・窒
生命誕生の謎を解くカギになる最古の「光合成」の痕跡2024.01.15 23:00 Isaac Schultz - Gizmodo US [原文] ( R.Mitsubori ) 生きてるうちに、こういうことたくさん知りたい。 地球上の生命は、「光合成」なしには語れません。ご存じの通り、光合成は植物などが太陽光を化学エネルギーへと変換するプロセスのこと。そして今回、ある研究者チームが17億5千万年前、つまり史上最古の「光合成の痕跡」となる構造物の化石を発見したのです。 生命誕生プロセスを知るヒントになるこの構造物は、オーストラリア北部で発見されたシアノバクテリアの一種「N.majensis」の小さな化石の中にありました。 シアノバクテリアは光合成によってエネルギーを得る微生物。具体的には、太陽光のエネルギーを使って「水と二酸化炭素」を「グルコースと酸素」に変換します。ですから、このシアノバ
水と空気と光だけで有機燃料を作り出す人工光合成が実現しました。 太陽エネルギーを利用して二酸化炭素(CO2)を化学燃料に変換することは、大気中のCO2の増加を抑制するだけでなく、化石燃料への依存度を下げることができます。 さらに今回の研究で開発された光触媒は簡易な方法で作れるため、大規模な生産に向いているとのこと。 どんな仕組みでCO2を水と光だけで有機化合物に変換しているのでしょうか? sciencedaily https://www.sciencedaily.com/releases/2020/08/200824123406.htm この研究内容はイギリス、ケンブリッジ大学のQian Wang氏らによってまとめられ、8月24日に学術雑誌「Nature energy」に掲載されました。 Molecularly engineered photocatalyst sheet for scal
どーも、ShiShaです。 私のブログの中では、最近書いた「偏愛」2作のアクセスが多いようです。 しかし、これ以上、偏愛を掘っていくと、警察に捕まるかもしれません(笑)。 今日は、スガシカオ2019年のアルバム「労働なんかしないで光合成だけで生きたい」を紹介します。 これ、やっぱり、すごいタイトルですね(笑) スガシカオの魅力 ShinShaはスガシカオを聴き始めたのは、ずいぶん前のこと。 きっかけは、村上春樹氏が、スガシカオを聴くという記事を読んだから。 どんな曲があるのかなぁ、CDを買って、何曲か聴いていたら、ハマってしまいました。 それから、ずっと聞いています。 この人の魅力は、音楽も、もちろん素晴らしいのだけれど、歌詞の独特の世界感です。 スガシカオの世界では、愛も希望も描かれますが、絶望、妬み、苦しみ、時々、エロ、グロなんかも描かれます。 人間の表と裏の、様々な感情を飾ることなく
酸素発生型光合成(以下、光合成)は光のエネルギーを利用して、酸素を発生させると同時に大気中の二酸化炭素を糖に変換するため、温室効果ガスの削減を考える上で非常に重要です。陸上では陸上植物が光合成を行う主要な生物です。一方で、海洋でも陸上に匹敵する規模の光合成が行われていると考えられていますが、植物が主要な陸上とは異なり、多様な生物が光合成を行っています。そのため、地球全体の光合成とそれによる二酸化炭素の大気中からの除去を包括的に理解するには、海洋でどのような生物が光合成を行っているのかを知る必要があります。さらに、海洋光合成生物の中には、我々人間にとって有用な物質生産を行うものも知られており、海洋光合成生物の理解と有効利用により持続可能な社会を構築することにも貢献します。 しかし、海洋光合成生物はそのほとんどが顕微鏡でのみ観察可能なサイズの微生物であり、観察と同定は容易ではありません。また、
日本電信電話株式会社(本社:東京都千代田区、代表取締役社長:島田 明、以下「NTT」)は、太陽光エネルギーを利用する半導体光触媒と二酸化炭素(CO2)を還元する金属触媒を電極として組み合わせた人工光合成デバイスを作製し、世界最長の350時間連続炭素固定を実現しました。CO2変換反応による累積炭素固定量は420g/m2に達し、これは樹木(スギ)が年間で固定する単位面積当たりの炭素量を上回る量に相当します。 今後は、より高性能な人工光合成デバイスを実現するために、電極での反応の高効率化、電極の長寿命化の両立を図ります。さらに、屋外試験を通じて、太陽光エネルギーを用いたCO2削減技術のひとつとして確立し、気候変動の抑制に寄与し、持続可能な社会の実現に貢献します。 本成果のベースとなる技術は、2023年11月14日~17日に開催されるNTT R&D フォーラム― IOWN ACCELERATION
2023年3月19日(日)。 ブラックテグスを畑の上空に張り巡らせた。他でもない、カラス避けである。その一件は前日記事に書いたとおりである。畑の中では様々なテーマがひしめき合う。さしずめ小さな大宇宙。その日、全く別の物語も始まっていた。 ───PSBである。 PSBとは光合成細菌の事で、めだか飼育の現場が主戦場であった。けれど昨今、野菜が元気に育つらしくて自家菜園の場でも広く使われ始めている。かく言う僕も、PSBを昨年購入し、増殖させ、越冬に失敗した苦い経験を持つひとり。 ───2023年元旦。 そんな話を弟としていると棚ぼたラッキー案件が提示される。引いても無いガチャでレアカード出た気分である。 「光合成細菌か?、そんなんうちにナンボでもあるわ。ぬくうなって増やしたらアニキにやる。冬は増えんからな、出来たら何リットルいるか?」 「え、マジっすか?」 悪かった、悪かった、自分が馬鹿なの忘れ
人類を救う頭脳はこの国にあった…!人工光合成、培養肉、量子コンピュータ…「世界を変える日本の天才たち」 前編記事『この国はまだ戦える…!キヤノン電子、クボタ、NEC、パナソニック…とんでもない技術を開発する「日本のすごい企業」』では、世界に誇る高い技術力を持った日本企業をみてきた。本記事では、日本で行われている最新研究を担う研究者たちを紹介する。 日本人だけが研究してきた 地球温暖化を防ぐために脱炭素の気運が高まっているが、そのためにも水素は重要な役割を担う。化石燃料を使うことなく水素を取り出すことができれば、温室効果ガス削減に与える影響は計り知れない。鍵となるのが、人工光合成だ。 東京理科大学教授の工藤昭彦氏が解説する。 「水素製造には大きく二つの方法があります。再生エネルギーで電気を作り、その電気で水を分解し、水素を作るというもの。これは欧州などで盛んです。 もうひとつは、水に光触媒を
<オタマジャクシの血流に藻類を送り込んで酸素を供給するという新たな手法の原理証明(PoP)に成功した> 独ルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヘン(LMU)の研究チームは、オタマジャクシの血流に藻類を送り込んで酸素を供給するという新たな手法の原理証明(PoP)に成功し、2021年10月13日、オープンアクセス誌「アイサイエンス」で研究論文を発表した。 オタマジャクシに藻類を注入すると、速く効率的に酸素を供給できた 自然界では、藻類が光合成し、酸素や養分を海綿や珊瑚などの無脊椎生物に供給している。研究チームは「植物生理学と神経科学を組み合わせ、藻類の光合成によってカエルのような脊椎動物にも酸素を供給することはできないだろうか」と考えた。 実験では、アフリカツメガエルのオタマジャクシの心臓に、10マイクロリットルの緑藻「クラミドモナス」または藍藻「シネコシスティス」を注入した。藻類は心拍ごと
最新の流行を採り入れながら、低価格に抑えた衣料品を短いサイクルで世界的に大量生産・販売するファストファッションの業態は、環境や社会、行動的要因において世界的な影響を与えてきた。 安価な衣類は、予想される寿命に達するよりもずっと前に廃棄されることが一般的になってしまったのだ。衣類が廃棄されるということは、それだけ繊維廃棄物の量が増え、環境への影響が大きくなる。 そして現在、ファッション消費の急激な増加に対処し、環境汚染の原因となる合成繊維(マイクロファイバー)に代わる地球にやさしい素材の開発が世界的急務となっている。 そこで、カナダの2大学の共同研究により、植物のように光合成ができるという画期的な素材の衣服の開発が行われた。
───あ″…。 机の上のペットボトル。 その中で増やすPSB(光合成細菌)の光源はLED、情報源はネットから。24時間光に晒せば、そりゃ培養速度だって上がるだろう。理に適っている、これで行こう。その安直な考えは後に愚策へと変わる。1週間が経過しても培養側の2本のペットボトルの色が濃くならないのだ。イメージとかけ離れた現実にプラン変更を余儀なくされた。 ───お天道様に当てます!。 2本のペットボトルを2日間外に出したら良い感じに赤みが増した。最初からお日様に当てとけば良かったなと軽く後悔。けれど、話のネタが出来たのだからトントンである。数日もあればトマトジュース色になるだろう。そもそも、畑で使うPSBは1000倍で希釈する。1リットルあたりペットボトルキャップの7分の1しか使わない。お弁当で醤油が入ってる魚(鯛)の入れ物、ランチャーム。この小さな容器なら半分の量で事足りる。名前の由来はラン
光の届かない深海で「暗黒酸素」が生成されていた...光合成だけでない「地球の酸素供給源」とそれを脅かす採掘の脅威 <深海の海底で多種類の金属を含んだ「黒いじゃがいものような岩石塊」が、海水を電気分解して酸素を生成している可能性があることを英米の国際研究チームが示した> 地球が約46億年前に誕生した時、地球の大気中には酸素がほとんど含まれていませんでした。太陽光を利用して光合成を行うラン藻(シアノバクテリア)が約27億年前に海中に誕生し、二酸化炭素と水から有機物と酸素を生成するようになると、大気中の二酸化炭素は減少し、酸素が増えはじめます。 その後、生物は陸上に進出し、多様な植物が光合成を行うようになりますが、現在でも地球の酸素の3分の2は海中の植物プランクトンや海藻によって作られています。 とはいっても、海の中で光合成ができる場所は、太陽光が十分に届く海面から70~80メートルまでに限られ
太陽光エネルギーを化学エネルギーとして貯蔵する新しい燃料電池を、名古屋工業大学の研究グループが開発した。 一方、電力の安定供給にむけ、自然エネルギーと大型蓄電池を組み合わせたスマートグリッド(電力の流れを供給側・需要側の両方から制御する送電網)の構築が進められているが、既存の蓄電池をベースとした電力網では、電力輸送や蓄電のプロセスで大きなエネルギーロスが生じてしまうという。 そこで本研究では、植物の光合成のように、太陽光エネルギーを化学エネルギーに直接変換する、新しいタイプの蓄電池を着想した。植物は、太陽光エネルギーを用いてCO2を糖に変換して貯蔵し(光合成)、空気中の酸素を使って糖を分解する際に、化学エネルギーが取り出せる(呼吸)。今回開発した蓄電池では、AQDSという有機分子に太陽光を照射してAQDS-H2に変換し(充電)、空気中の酸素とAQDS-H2が反応することによって生じるエネル
東北大学、岩手大学、国際農林水産業研究センターの研究グループは、遺伝子組み換え技術によって、イネの光合成を増強させ、最大28%の収穫量増加に成功した。 窒素肥料の使用量は従来どおり。 光合成の機能改善により、窒素利用効率が向上し、収量量増加に結び付いた世界初の実例だという。 人類は1960年代まで食料危機のリスクを抱えていたが、いわゆる「緑の革命」により回避された。高収量品種の導入や化学肥料の大量投入などにより、食料生産の大幅な増産に成功した。 東南アジアに関しては、1950年と比較すると、コメの生産量は約4・5倍にまで増大した。その間、収穫面積は約1・8倍になった。 しかし、その代償として、窒素施肥の大量消費により環境汚染が問題となった。 能登ひかり(早場米) 研究グループは稲品種「能登ひかり」を親品種に、遺伝子組換え技術を用いて、光合成酵素ルビスコが約1・3倍量増強されたイネ(ルビスコ
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