熱くて眩しいだけの光を人が扱える形のエネルギーに変える。近年ではそれを人工的に発生させられる人工光合成が注目されていますが、厳密にいうと植物の光合成とはやや性質の異なったものになります。植物の光合成と人工光合成では何が違うのか、またどういった部分でそれは「光合成」と呼べるのか、そんな植物の光合成の仕組みについて簡単にご説明していきます。光をエネルギーに変換する力まず、光合成と言うのは具体的にはどういう現象なのでしょう?一般的な理科の授業では、「光と二酸化炭素と水を使って酸素や栄養素を作る」と説明されることが多いと思います。基本的にはその理解で問題ないのですが、光合成を語る上で最も重要なポイントは「光エネルギーを化学エネルギーに変換する」という事です。植物の場合は光合成によって酸素と栄養を作っていますが、栄養と言うのはつまるところ「炭水化物」であり、炭水化物は分解することで生物エネルギーを取り出すことが出来ます。この生物エネルギーというのは、化学反応によって作られるエネルギーであり、実質的には化学エネルギーのことです。酸素も酸化反応に必須の物質で高い化学エネルギーを持っています。(※関連記事‐糖質と炭水化物)酸素や炭水化物の元になった水や二酸化炭素は化学反応の結果生まれる生成物であり、化学エネルギーは殆ど持っていません。そこに光エネルギーを加えて光化学反応(光合成の一部)を起こすことで、化学エネルギーに変換する事が出来るのです。光合成において最も重要な部分が光エネルギーから化学エネルギーに変換する能力であり、地球上にいる全ての動物が植物によって生成された化学エネルギーを利用しています。植物のこの能力がなければ、地球上で生物が繁栄する事は無かったでしょう。植物の光合成、光と水から糖を作る(光合成の流れ_中部電力)植物の光合成では、光を化学エネルギーに変換する部分を光化学反応(明反応)と呼び、化学エネルギーを持った物質を糖という化学エネルギーが凝縮された状態に合成するのがカルビン回路(暗反応)と言います。明反応は光が必須なので「明」が付きますが、暗反応は光が必須ではないので区別して「暗」となっています。ここで、もう少し細かくこの現象を見てみます。明反応では水と光が重要な役割を果たします。水素(2H2)水素は化学反応によって熱や電気を発生させることが出来る物質で、高い化学エネルギーを持っています。酸素はこのまま放出されますが、水素は次の暗反応に使われます。ここでは水素を便宜上H2と水素分子のように表現していますが、実際には水素を運ぶ酵素にくっついています。炭水化物(C6H12O6)+酸素(3O2)ここでも酸素が生成されていますが、こっちの酸素は別の化合物の合成に使われているので放出されることはありません。炭水化物(C6H12O6)というのは糖(グルコース)のことで、全ての動物達のエネルギー源となります。水素の状態でも高いエネルギーを持っているのですが、このままでは生物が扱いにくい状態であり、糖に合成する事で扱いやすい生物エネルギーとして活用されるのですね。人工光合成、光と水から水素を作る(人工光合成_WAOサイエンスパーク)では次に、人工光合成についてご説明していきましょう。人工光合成では明反応についてはほぼ再現出来るようになったものの、暗反応についてはまだ完璧に再現できる段階には至っていません。それでも、光エネルギーを使って化学エネルギーを持った物質を作り出す事は出来るようになっているため、十分に価値のある光合成だといえる事が出来ます。生物は水素をそのまま使うことは出来ませんが、人間の工業技術に水素を活用する事は可能であり、明反応だけでも十分有用な化学エネルギーを取り出すことが出来ると言えるでしょう。上の図の反応を化学式にすると以下のようになります。ギ酸(CH2O2)上の図は暗反応を起こすために電子と水素イオンを別々にして別の場所に送っていますが、暗反応を起こさずにそのまま水素分子(H2)を取り出す事も可能です。水素は「燃料電池の原料」として使う事も考えられており、人工光合成で効率的に生産できる様になれば、水素エネルギーを中心とした社会作りを行う上で大きな役割を果たすことになるでしょう。暗反応で作れるメタノールもまた「燃料電池」として使えるほか、アルコール燃料としての応用も可能です。人工光合成が生む大きな可能性(光合成の比較_産総研)植物の光合成と人工光合成を比較すると、最終的な生成物が「糖」か「水素やエタノール」かで違いがありますが、光を使って人が活用可能なエネルギーを作るという点ではどちらも共通しています。糖は人が食べる事でエネルギーに変わりますし、水素は燃やしたり発電する事でエネルギーに変わります。どちらも人間にとっては有用なエネルギーで、光というのも太陽によって無制限に注がれています。限りある化石燃料とは違い、光合成によって作られるエネルギーはほぼ無制限に作る事が出来ます。今までの人類の歴史がそうだったように、これからの人類の文明も光合成が作っていくのかもしれませんね。いま振り返りたい木炭の話2020年4月、史上初めて原油先物価格がマイナスにまで下落しました。理由を簡単に言えば、貯蔵するコストを支払って保有しておくよりもお金を払って別の人に引き取ってもらう方が得だという考えが大勢になったため。さまざまな要因が重なった結果ですが、世界に衝撃が走りました。石油が日本で普及したのは20世紀中頃のこと。それまで家庭の調理や暖房は木炭が広く使われていました。さかのぼって、江戸時代で使われていたのはもっぱら薪。時代が下って木炭に移り変わったのは火力が高い、煙が出ないなどの利点があるためでした。言葉の裏にある計算式を解き明かす1960年当時、石油の「可採年数」は40年間ほどだといわれていました。可採年数というと、「あとどれだけ取れるか」を表した数字のように思えます。そこから50年ほど経った2013年のデータを見ると、石油の可採年数は53.3年となっています。なくなるどころか、可採年数は延びています。何十年も前から「石油はあと〇〇年でなくなる」ということが言われ続けてきましたが、2013年から数えても、石油は今後しばらく足りそうに思えます。このズレは一体何が原因なのでしょうか?それを理解するためには、「可採年数」という用語の意味を理解する必要があります。この記事では、石油の残量を表すため使われる埋蔵量と可採年数という言葉について解説し、アメリカの事例を参照しながらそれぞれの数字の関連性をみていきます。ヤンマーがタッグを組んで、燃料電池で動く船の実証試験を瀬戸内海で実施しました。この燃料電池船プロジェクトは、国土交通省が2015年から進めてきたプロジェクトです。水素エネルギー普及を目指してさまざまな取り組みが進んでいますが、その中でもとりわけ重要と位置づけられているのが燃料電池船。船での燃料電池利用は、日本だけでなく世界でもあちこちで進められているプロジェクトです。した試みの影響は単に船舶の燃料を再生可能エネルギーに置き換えるだけにとどまりません。海上での燃料電池利用が十分に普及すれば、地上での燃料電池利用にもプラスの影響を及ぼすかもしれないのです。[—続きを読む—]海洋温度差発電で電気とレアメタルをまとめて収集!これがホントの再生可能エネルギー!クリーンエネルギーが都市の電力需要にどれだけ答えられるかという課題は、再生可能エネルギー普及に関して重要なポイントです。風力や太陽光発電は風や日照の有無で発電量が変動する不安定さがあり、導入のためにはさまざまな工夫が必要となるでしょう。した不安定さを解消した再生可能エネルギーの研究が沖縄県で進められています。海洋温度差発電と呼ばれるその技術は、フルに活用すれば日本全体の電力需要に答えられるポテンシャルを秘めているものです。本記事では、海洋温度差発電の仕組みについて、また発電だけにとどまらない様々な活用法について解説していきます。reserved.Top。