飯田グループホールディングス(以下、飯田GHD)は、大阪市立大学と共同で、「人工光合成」によって二酸化炭素(CO2)を消費する住宅の供給実現に向けた実証実験を行う(ニュースリリース:PDF)。太陽光エネルギーを利用して、CO2を水素に変換する人工光合成技術により、CO2排出抑制だけでなく「消費する」住宅の供給実現を目指す。

実験用「IGパーフェクトエコハウス」の完成イメージ(出典:飯田グループホールディングス、大阪市立大学)
実験用「IGパーフェクトエコハウス」の完成イメージ(出典:飯田グループホールディングス、大阪市立大学)
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 今回の実証実験では、飯田GHDのグループ会社である飯田産業が、沖縄県宮古島市に「IGパーフェクトエコハウス」と呼ぶ実験用住宅を建設する。飯田GHDは、2015年に大阪市立大学人工光合成研究センターと共同研究部門を設立しており、そこで2つの技術を開発した。1つは、太陽光エネルギーから高効率でギ酸を生成・貯蔵し、このギ酸から水素を生成する人工光合成技術。もう1つは、人工光合成技術で生成した水素を使って、高効率で発電する技術である。

人工光合成を用いた発電給湯システムの概要(出典:飯田グループホールディングス、大阪市立大学)
人工光合成を用いた発電給湯システムの概要(出典:飯田グループホールディングス、大阪市立大学)
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 人工光合成技術では、まず、色素・ビオローゲン・ギ酸脱水酵素による太陽光駆動型の「CO2-ギ酸変換系」を金属酸化物の基板上にデバイス化することに成功した。金属酸化物に酸化チタンを用いることで、ギ酸の生成効率が従来の約6倍に向上し、ギ酸脱水素酵素が不要になることを発見した。その後、最適なビオローゲンを用いることで、ギ酸の生成効率は従来の約12倍まで向上した。これにより、戸建て住宅の屋根に人工光合成によるギ酸生成装置を設置して、得られたギ酸を貯蔵し、さらにギ酸を水素に変換して発電することで、住宅が消費する電力をすべて賄うことができる可能性が高まったという。太陽光発電の場合は、電力の状態で保存するため充放電のロスがあるが、人工光合成であれば電気が必要なときにギ酸から水素を生成して発電するためロスもないとする。

 実証実験は、2017年内に始める。今後、太陽光エネルギーから水素を作り出して発電給湯できる技術を確立し、2020年に「人工光合成技術による二酸化炭素消費型の新しい住宅」の完成を目指す。