人工光合成早期実現のため知的所有権に関するスポンサーを募集しています。

   「地球温暖化防止への道」を訪問いただきありがとうございます。
このサイトはエネルギー問題、環境問題に挑戦し、研究の ワンステップの終了を機に公開しました。
研究の発想はセレンデピテイが大半を占めています。 研究者、起業家の皆さんに役立てれば幸いです。
 地球温暖化の一因である二酸化炭素の固定にはいろんな方法の解決策があるが、二酸化炭素を固定するこ とによって、そこに何か見返りがないと実行に移すことは困難である。例えば、固定することにより副産物が生み出されるとか。 見返りを期待できるのは地球上で植物が営んでいる光合成のみである（植物に対して大変失礼な言葉であるが）。 本研究は植物の光合成を模倣したと言える人工光合成のシステムです。
 従来技術の人工光合成（？）は 、水と特殊金属（触媒）と光による反応 で、水素と酸素を分離出来る段階にきている。しかし効率としては低いので大量生産までの道のりは遠い。 また水の水素と酸素の分離であり、人工光合成に到達してなく、二酸化炭素固定には程遠い。 二酸化炭素の固定化問題は急を要する。 本研究では、植物にある細胞膜みたいなものを有機物液中で人為的に作製するのみである。 地球温暖化防止は自己組織化する本研究の開発エマルジョンを使用することで人工光合成を経て二酸化炭素を固定する方法しかない。
   人類が鳥のように空を飛んでみたいという夢はライト兄弟によって実現されたが、これはその時代の 技術、自然の法則の発見、動力装置が開発されていたからである。 　人工光合成も人類の夢である。ではこの夢を実現させる技術、法則はあるのだろうか？ 二十世紀の技術において既にあった。　　
   植物の光合成は非常に複雑である。それは進化して来たからである。進化の初期はシンプルなシス テムである。単純に考えると、膜、色素、触媒、水、で 構成されている。この中で技術的に 困難なのは膜（人工膜）の作製である。人為的に作製すると欠陥膜が多く作製されることもあるので自然に自己組織化するような環境に持っていく。現在 の技術で膜の作製法はあるのか。条件として、常温、常圧、の下で、大量に。 　　ここで注目される技術がエマルジョン技術である。油と水と石鹸をプレンドする技術である。 この技術を利用して、石鹸膜（人工膜）を作製する。 　　
   人工光合成の概要 　
   油の中で水を内包した膜（石鹸膜）を大量に作製する。内包した膜があるしき値を超えると自己組織 化する膜集団となり、安定する。経日するとゾル化してくる。ポイントは、水分子運動を制御する環境 で作製することである。また大量に作製しないと、自己組織化しないし、量に見合うだけのエネルギーしか取り出 せないこととなる。 　　水を内包した膜内に金属触媒と色素を入れる。金属触媒と色素は膜側、油側に吸着する。 　ここで可視光線、または紫外線を照射する。 　色素が光エネルギーを増幅、水の水素分子と酸素分子を断ち切る。金属触媒により水素分子を水素原子に 分離させる。水素原子は不安定なため、そばにある油と結合し、油が不安定状態になる。 　　ここで二酸化炭素と不安定な油を接触させると二酸化炭素が固定し、副産物と水が生成 される。
   植物の光合成は生命体で環境等により制約があり、制御されているが、本人工光合成システムは、全てがエネルギーとして利用できる。使用する動力はブレンド時における撹拌動力とブレンド調整動力の みである。作製にあたり、装置として当初回分法（バッチ式）で作製したが、スケールアップが困難なため、連続製造装置を開発、連続装置でもスケールアップは困難ではあるが、ブレンド部分のみを パラレルにおくことで大量作製に対処できるようになる。　
   　現在バイオマスエネルギーが注目されているが、集約するためのエネルギーロス、そして重要なこと は大量に生産すれば生産地から植物の三要素等を持ち出すことである。つまり土地がやせてくる。そこには人為的、経済的補充が必要になってくる。 本人工光合成の次のステップはバイオマスから抽出された油を少量使用し、石鹸の代わりに植物のサポニン 、色素も植物体から抽出、 触媒は地球上に大量にあり、ーーーーこれが次の夢である。

エマルジョン

人工光合成におけるエマルジョンの必要性

1. 自然界の生体の化学反応は溶液中の膜内で行われていている。
2. 従来の技術でのエマルジョン作成時に界面活性剤が膜として作成される。
3. 界面活性剤によるＬＢ膜作成は欠陥も多く、大量に作成できない。
4. 安定生成のためには膜の自己組織化必須。
5. エマルジョンの界面活性剤の膜に十分なる強度があり、エマルジョンが安定していれば化学反応する可能性は大である。

従来のエマルジョン

  左下図はアルカン系(灯油，軽油)と水の油中水滴の従来のエマルジョンを示す。
  水粒子のまわりには界面活性剤分子が取り巻き、膜をつくっている。
  右下図は従来のエマルジョンの合一と分離を示す。
  従来のエマルジョンは非常に不安定であり、合一し、元の油と水に分離する。

開発エマルジョン

左図は合一後自己組織化したエマルジョン。   界面活性剤の二分子膜とエマルジョン粒子を合一させることで安定したエマルジョンが作成される。   油中に大量の二分子膜とエマルジョン粒子を作成すると、合一後、自己組織化して界面活性剤の二分子膜が各層平面となって液晶化する。 開発エマルジョン作成は従来の技術の逆発想であり液晶化することで非常に安定する。

開発エマルジョンの用途

人工光合成（水分解）

植物の水分解と合成

開発人工光合成（水分解）

	<<液晶化したエマルジョン（エマルジョンページ参照）   開発エマルジョンは非常に安定しているが、液晶化エマルジョンに可視光線、紫外線を照射しても化学反応は起きないので、 植物に倣って触媒と色素が必要である。
	<<触媒と色素を導入したエマルジョン   液晶化したエマルジョンの水側に触媒と色素を導入
	<<目視可能な薄膜と色素出現 <<光反応した液

  上図は触媒と色素を導入した液晶化エマルジョンに可視光線、又は紫外線を照射した結果、液面に目視可能な薄膜と、色素が出現し、下面には未反応水と光反応を阻害する不純物が残り、その他が反応液であることを示す。反応液は化学エネルギーを持ち、弱酸性で、比重は、油と水の間にあり、油と水に溶解せず、容易にエマルジョン化しやすい特異な性質をもつ。水分解の反応は、水を光学的に分解して還元型のＸＨ_２を作り出す反応である。

反応液の用途

二酸化炭素の固定

作成された光反応液が二酸化炭素を固定する。

気液接触法により反応液と二酸化炭素を反応させる。

  気液接触反応により、副産物｛ＣＨ_２Ｏ｝、水、油（Ｘ）ができるが、その水と油を再度使用してエマルジョンを再度作成し人工光合成（水分解）を経て二酸化炭素固定するというサイクル化が構築できる。 アルカン系におけるエマルジョン作成に挑戦してきたが、水素受容体に植物油を使用し、界面活性剤、色素を植物からの抽出物で、人工光合成を行うことも基本的に可能である。これにより、永久的エネルギー確保と、食料問題解決へと、より植物の光合成に近づくものと信じる。