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九州大学は2017年12月13日、カルボン酸であるシュウ酸と水から電力を使ってアルコール様物質であるグリコール酸を連続的に合成する装置を開発したと発表した。再生可能エネルギーによって作られた電気エネルギーを化学エネルギーとして直接的に貯蔵できるようになると期待される。

グリコール酸はエネルギー密度が高く安定な化合物であり、貯蔵や輸送が容易な次世代燃料としての応用のほか、ピーリング剤や生分解性ポリマーの原料として工業的にも広く使われている。その一方、従来のグリコール酸の合成プロセスは、高温高圧条件を必要とするか、環境汚染物質となる有機物や塩の排出を伴うことが課題だった。

研究チームは、これまでに二酸化チタン触媒がシュウ酸からの電気化学的なグリコール酸合成に有効であることを発見していた。今回、新たに基質透過性を持つ膜-電極接合体と、それを使った固体高分子型グリコール酸電解合成装置を作製し、不純物を添加せずにシュウ酸からグリコール酸を連続的に製造することに成功した。

今回開発した固体高分子型アルコール電解合成装置の概略図（出所:九州大学）



カルボン酸は生物由来の物質に多く含まれており、シュウ酸は大気中の二酸化炭素（CO2）を吸収して成長する植物から得ることが可能。今後、さまざまな電極触媒や合成装置を開発し、より高効率にさまざまな物質にエネルギー貯蔵が可能になるよう発展させていきたいとしている。

科学技術振興機構CREST研究領域「再生可能エネルギーからのエネルギーキャリアの製造とその利用のための革新的基盤技術の創出」（研究課題:ナノハイブリッド材料創製に基づくクリーンアルコール合成システムのデザインと構築）の支援を受けた。研究成果は、国際科学誌Natureの姉妹紙であるオンラインジャーナル「Scientific Reports」で12月12日に公開された。

（ライター 工藤宗介）

［日経テクノロジーオンライン 2017年12月15日掲載］