ギ酸は二酸化炭素の削減とエネルギー貯蔵を同時に実現できる重要な物質です。太陽電池とギ酸を生成するための電解槽とを組み合わせ、太陽電池が常に効率よく発電できるように制御する最大電力点追従（MPPT）システムは、太陽光をエネルギー源として燃料を自動的に生産する人工光合成装置の実現に向けた有望な技術です。しかし、従来のMPPTシステムは、太陽光の強弱に合わせて出力を一定にするための高価なバッテリーが必要な点が課題でした。本研究グループは、電解槽を理論的にモデル化し、改良することで、特定の条件下において太陽光の強弱に関わらず一定濃度のギ酸を生産し続ける自動運転に向けた人工光合成技術の基盤を確立しまし...

本研究グループは、三重項–三重項消滅（TTA）※1を利用したフォトンアップコンバージョン（PUC）※2を弱い励起光照射条件でも高効率で実現できる三重項エネルギーアクセプター分子「TP-An」を新たに開発しました。TP-Anは、高い蛍光量子収率※3と長い励起三重項状態※4の寿命を示し、光触媒や光化学反応の光源などへの応用が期待されます。本研究成果は、2026年4月6日に国際学術誌「Journal of the Physical Chemistry Letters」にオンライン掲載されま...

森林や水圏環境の一部では可視光が乏しく近赤外光が主要となる環境が存在します。そういった環境では、光合成生物が特殊な仕組みで近赤外光を利用しています。真正眼点藻※6の一種であるTrachydiscus minutusは、近赤外光を吸収できる光合成アンテナ複合体rVCPを持ちながら、Chlaだけで近赤外光利用を実現する希少な生物です。しかし、その立体構造が明らかでないため、近赤外光吸収の発現メカニズムは長らく解き明かされていませんでした。大阪公立大学人工光合成研究センターの藤井 律子准教授、大阪大学蛋白質研...

飯田グループホールディングス株式会社（本社︓東京都武蔵野市、代表取締役社長︓西野弘）は、大阪公立大学（大阪市城東区、理事長︓福島伸一）との共同研究により、「人工光合成技術」を用いた住宅向けエネルギーシステムの装置化に成功しました。大阪・関西万博において、太陽光による蟻酸生成から、その蟻酸を用いた発電、さらに排ガスからの二酸化炭素回収・利用に至る「炭素循環型」の一連の動作について、世界で初めて実証実験に成功したことをお知らせいたします。当社と大阪公立大学「人工光合成研究センター」は、2015年より人工光合成技術を活用した「IGパーフェクトエコハウス」の実現に向けた共同研究開発を行っております。...

本研究者は、自然の光合成の概要、人工光合成の原理や研究の歴史、二酸化炭素の回収・利用・貯留技術などについて多くの研究論文を網羅し、総説論文としてまとめました。特に、二酸化炭素の固定によるプラスチック原料などの有用物質への変換技術について、先駆的な研究を紹介しています。また、自然の光合成と人工技術を連携させた半人工光合成について、本研究者自身の成果を含めて現状を解説しました。本研究成果は、2026年1月8日に化学分野を代表する総説論文誌「Chemical Reviews」にオンライン掲載されました。...

千葉大学環境リモートセンシング研究センターの市井和仁教授、同大大学院融合理工学府博士前期課程2年生の長谷美咲氏、東京大学大学院農学生命科学研究科の熊谷朝臣教授、愛知県立大学情報科学部の吉岡博貴教授、大阪公立大学大学院農学研究科の植山雅仁准教授らの研究グループは、日本の静止気象衛星「ひまわり8/9号」を用いて、東南アジアの熱帯雨林を正確かつ一貫して監視するための新たな観測幾何条件注1）「S-CSA（Spatially-Constant Scattering Angle：空間的統一散乱角注2））」を提案し、衛星・地表・太陽の相対的な位置関係に起因するバ...

近年、スペースデブリ（宇宙ごみ）が急増しており、このままでは将来の宇宙開発に深刻な影響を及ぼすことが懸念されています。大阪公立大学大学院工学研究科の森 浩一教授と西尾 圭太氏（研究当時：工学研究科博士前期課程2年）の研究グループはこれまで、地球上空の電離圏に存在するプラズマの性質を活用し、電子ビームを用いた小型スペースデブリ除去技術（電子ビームアブレーション推進法）を世界で初めて提案しています。　本研究では、電子ビームが電離圏中のプラズマから受ける影響をコンピュータシミュレーションで解析した結果、電離圏中では電子ビームが真空中のように広がらず、細いビームを保ったまま約1k...

有機薄膜太陽電池は軽量で柔軟かつ加工が容易なため、さまざまな応用が期待されています。発電には光で生じた電荷（ホールと電子）を効率よく分離して取り出す必要があり、その役割を担うのがp型有機半導体・n型有機半導体と、両者が接するp/nヘテロ接合界面です。その界面と電荷移動パスを適切に制御することが重要なため、p型とn型の半導体成分を同一分子に組み込み、自発的な集積（自己組織化）によりp/nヘテロ接合を形成させる手法が注目されています。しかし、単一分子の自己組織化は複雑で、最適なナノスケールのp/nヘテロ接合を得ることが難しいという課題がありました。大阪公立大学大学院工学研究科の前田 壮...

植物進化の初期段階では、原始緑藻は光がほとんど届かない海底から、光が十分にある陸上に移り住むのに伴い、光合成の仕組みを変化させました。色素タンパク質複合体である光合成アンテナLhc※1は、太陽光利用に重要で、陸上植物はLHCII※2を、プラシノ藻※3はLhcp※4を用いて環境に適応していますが、Lhcpの分子機構は未解明でした。大阪公立大学人工光合成研究センターの藤井 律子准教授、大阪大学蛋白質研究所の関 荘一郎特任研究員（常勤）、栗栖 源嗣教授、同大学大学院生命機能研究科の難波 啓一特任教授（...

光合成生物が太陽光を効率よく化学反応に使う仕組みを解明するためには、類似のタンパク質で色素の構造や配置のみが異なる光合成アンテナについて、精密構造と光応答の実験データを蓄積することが極めて重要です。大阪公立大学人工光合成研究センターの藤井 律子准教授と大阪大学蛋白質研究所の関 荘一郎特任研究員（常勤）、イタリア パドバ大学のAlessandro Agostiniテニュアトラック博士研究員らの研究グループは、EPR分光法を用い、ホウレンソウと海藻ミルの光合成アンテナを解析。ホウレンソウではクロロフィルの三重項励起状態が微弱ながら観測されるのに対し、ミルでは観測されず、カロテノイドによ...

広島大学、国立極地研究所、物質・材料研究機構（NIMS）、海洋研究開発機構高知コア研究所、京都大学、大阪公立大学を中心とする研究グループは、小惑星リュウグウに似た「CIコンドライト」という種類の隕石に小惑星同士の衝突を模擬した人工的な衝撃を加える実験を行いました。この隕石は、小惑星リュウグウと似た物質や化学組成を持っています。今回の実験により、リュウグウの粒子で確認された衝突による特徴を再現することに成功しました。小惑星リュウグウに代表されるC型小惑星※5は、水を含んだ鉱物と炭素を含む岩石でできており、その構成は「CIコンドライト」と呼ばれる珍しい隕石に似てい...

大阪公立大学は、三菱重工サーマルシステムズ株式会社、株式会社竹中工務店、関西電力株式会社、株式会社安井建築設計事務所、東京大学と共同で、令和5年度より環境省「地域共創・セクター横断型カーボンニュートラル技術開発・実証事業」に取り組んできました。その一環として、季節間蓄熱が一般的な帯水層蓄熱システム（ATES：Aquifer Thermal Energy Storage※1）をベースに、新たに世界初の多重蓄熱機能および短周期蓄熱・放熱機能を備えた、再生可能エネルギー（以下、再エネ）の余剰電力吸収システムを開発しました。本システムは、再エネのよ...

液体中に超音波※1を照射するとマイクロサイズの気泡が発生し、気泡内部が瞬間的に太陽の表面温度と同等の高温状態になることで、さまざまな化学反応が生じます。通常は超音波の出力を上げると反応が加速しますが、ある一定以上では逆に反応速度が低下する現象が知られており、その発生原因にはいくつかの説があり、論争が続いていました。大阪公立大学大学院工学研究科の青木 暸太大学院生（博士前期課程2年）、服部 冠志大学院生（博士前期課程2年）、山本 卓也准教授の研究グループは、6種類の実験と3種類の数値シミュレーションによる解析から、超音波の出力を上げると反応...

人工光合成研究センター天尾 豊教授らの研究グループの論文「Visible-light responsive hydrogen production from formate with a photoredox system using enzymes and colloidal platinum nanoparticles」が、英国王立化学会の学術誌「Sustainable Energy & Fuels」に掲載され、2025年3月7日にVolume 9 Number 5のInside front coverを飾りました。水素は、太陽光や風力など再生可能エネルギーを用いた水の分...