光触媒について詳しく知る

• 光触媒の歴史
  History of photocatalyst

  光触媒は新型コロナウイルス感染症の流行拡大によって、新しい抗菌・抗ウイルスの手段として、広く知られるようになってきました。
  日本で初めて光触媒関連の研究論文が発表したのは1915年の分析化学者飯盛里安ですが、実用的な応用・用途がなかったことから、あまり注目を集めることは無く、研究はその後停滞してしまいました。

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• 水素の発生を発見
  Discovered the generation of hydrogen

  東京大学の電気化学者、本多健一氏と光電気化学・機能材料化学を研究している化学者藤嶋昭氏は、紫外線の照射によって、酸化チタンとプラチナの電極間に水素が発生することを発見、これを「本多-藤嶋効果」と名付けました。1972年に酸化チタンを用いた水の光分解に関する論文がネイチャーに発表されるやいなやオイルショックの時期とも重なって、「本多-藤嶋効果」は「新しいエネルギー技術」として注目を集め、光触媒の応用に市場の期待は一気に高まりました。
  しかしながら、当時の研究では有用な水素を発生させることに注視されたため、太陽光エネルギーの中の紫外線のみを用いる光触媒反応で、効率的に多くの水素を生成させるのが困難でした。有用な産業用途が見つからず、また研究は停滞してしまいます。

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  太陽エネルギーで 水をH2とO2に分離し、
  分離膜を通してH2を取り出す

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• 困難だった大量処理
  Infectious diseases caused by viruses

  1980年中頃、さらに光触媒の研究を進めるうちに空気や水の中で反応が起こると活性酸素が生じて、アルコールや有機物を酸化して分解することが明らかになり、これを応用して大気や水・土壌の浄化を行えないかという方向性が模索されました。ここでも大量の土や水を処理することが難しく、研究は頓挫する事になります。

• 発想の転換による抗菌市場への道
  Discovered the generation of hydrogen

  1989年になって、藤嶋研究室に着任した橋本和仁講師は、たまたま入った東大のトイレの黄ばんだタイルを眺めていて、光触媒の酸化分解作用が黄ばみの原因菌を分解できるのではないかと閃きます。「これなら少しのエネルギーでも役立つ効果が得られる」と発想が転換した瞬間でした。当時は大学と企業が提携して研究を行う事がよく思われていない時代だったので、こっそりと週末に集まって実験が行われました。黄ばんだタイルに1つ飛ばしの間隔を空けて光触媒を施工すると親水性と相まってその部分だけが白くなり、市松模様になってしまったトイレに掃除者が大変驚いたそうです。この自浄作用についても1997年にネイチャー誌に掲載されています。

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光触媒のこれから
Effective remedy

こうして光触媒は、研究と同時進行で飛躍的に市場を広げ、外壁の防汚から室内の抗菌・抗ウイルス施工へと製品化を加速しました。
成長を続ける業界とまだまだ新しい研究のため、新たな可能性を秘めている光触媒。
安全で環境に負担をかけない革新的な環境資材として今後もさらなる発展が期待されています。