彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救ったと
伝えられる"招き猫"と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え。（戦国時
代の軍団編成の一種で、あらゆる武具を朱塗りにした部隊編のこと）の兜
（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ。
2050年、温室効果ガスの実質排出量ゼロとする「カーボンニュートラル」
の実現に向けて、注目を集めているのが太陽光のエネルギーを駆動力とす
る「次世代の水素製造」である。この方法は、太陽光をもとに水から水素
を生成させるだけでなく、水素と工場などから排出されるCO2から炭化水
素を創出し、「人工光合成」と呼ばれるCO2を再利用する循環システムに
もなっている。このなかで、水素を効率よく生成するために、低温で、大
量の水の中でも水素だけを通すセラミックスの分離膜の開発に初めて成功
する。
名古屋工業大学の岩本雄二教授らが開発このシステムはわたし（たち）オ
ール再生可能エネルギー派を、「これは世界初、低温太陽エネルギー（核
融合）利用発電システムだ！」と驚かせた。岩本教授の材料開発は水素製
造技術は多岐にわる。温室効果ガスのCO2を発生させずに、水素を生成さ
せるアプローチの１つは、太陽光エネルギーを太陽電池で電力エネルギー
に変換し、水を電気分解して水素を生成する。元のエネルギー源が太陽光。
基本的にCO2は発生しない。もう１つは、「次世代の水素製造」として期
待されている方法で、光触媒として機能する半導体に直接太陽光を当てて
水分解して水素をつくり出す。 なお、生成された水素は燃料電池などに活
用できるだけでなく、メタネーションという技術によって、工場や発電所
などから回収したCO2をメタン（CH4）に変換、あるいはその他の触媒反
応を利用し炭化水素を製造することも可能。その際、今までであれば、排
出されるCO2を回収し、地中などの別の場所に隔離して閉じ込める「CO2
回収・貯留＝CCS」 がさかんに叫ばれていたが、最近は「CO2を利用する
＝CCUS」という技術の確立が進められている。
この考え方であれば、CO2と水素からつくられたメタンなどの炭化水素は、
工場などから排出されたCO2が原料になっているので、これ以上CO2を増
やすことなく、つねにCO2が循環しているカーボンニュートラルな状態を
創出できる。このように太陽光エネルギーを利用し水から水素や酸素を生
成し、CO2を循環させる仕組みは、植物の光合成の働きを模倣しているこ
とから『人工光合成』と呼ばれるが問題もある。太陽光をエネルギー源と
した「次世代の水素製造」は持続可能なクリーンエネルギー社会を構築で
きるのですが、現段階では効率の向上が課題となっており社会全体のエネ
ルギーを供給できるまでにはまだ至っていない。そのため現状では、太陽
光（ソーラー）による「次世代の水素製造」と共に、CO2の排出を抑制し
ながらも「化石燃料による水素製造」を活用する、ハイブリッドな方法が
選ばれている。研究グループは、新規なセラミックス系機能材料の創製に
取り組んでおり、「化石燃料による水素製造」と 「次世代のソーラー水
素製造」この２つの製造プロセスにおいては、４つの研究ニーズがある。
まず「化石燃料による水素製造」においては、
①「効率よく水素を生成させるための分離膜」
②「化石燃料から排出されるCO2 を効率よく回収するための材料」
③「次世代の水素製造」では、水を光触媒で分解して得られる水素精製す
る分離膜、
④CO2と水素からCH4などの炭化水素を合成するための「効率のよい合成触
媒」。
分離膜などの材料開発として求められるのは、「ナノメートル」といわれ
る10のマイナス9乗メートルや「サブナノメートル」の 10のマイナス10乗
メートルスケールでの材料の組織制御です。水素分子にいたっては0.3ナノ
メートルほどしかない。先程紹介した①では、このサイズの穴をあけて水
素だけを通すガス分離膜を創出。②では、原子の配置制御を行って水素を
回収し、CO2と反応させて、炭化水素を生成する触媒を開発。なかでも、
特に我々が力を入れているのが、③の「次世代の水素（ソーラー水素）製
造」向けのセラミックス材料の分離膜。ここでは、特に有機金属化合物を
セラミックスの前駆体として分離膜がつくられます。かあ 従来の無機材料
の場合、粉末粒子を圧縮して、高温で焼き固める「粉末冶金」という加工
法で生成するが、これだと主にマイクロメートル（10のマイナス6乗メー
トル）オーダーの材料組織制御にとどまり、先ほど話したようなナノから
サブメートルサイズレベルの組織制御には至らない。 そこで、まず有機金
属化合物のモノマーやポリマーを重合化させて、有機一無機のハイブリッ
ドをつくる。次にそれを加熱して「有機成分」を取り除き
「非晶質のガラス（材料）」に変換します。さらに加熱して「結晶化」さ
せると「セラミックス（多結晶体）」が生まれます。これら一連の材料合
成技術を「前駆体法」と呼びますが、我々はこの技術を材料開発のシーズ
として持っています。 そして、このソーラー水素の精製において、低温で
大量の水の中でも水素だけを選択できる膜を開発することに初めて成功し
ました。世界でも、他にはまだ存在していません。この有機一無機のハイ
ブリッド材料の特長は、有機と無機それぞれ良い部分を活かせる点である。
例えば、有機材料には「疎水性」があり、水を弾く性質があります。また
無機材料は、水素をよく通す性質があり、原子・分子レベルで制御すると
今までにない機能を持つことができる。
この研究が生まれた経緯
80年代終わり頃から、有機金属化合物を積み上げていくと、無機材料や有
機一無機のハイブリッド材料が開発できることが分かってきて、次第にこ
うした研究アプローチができるようになる。並行して、水素と材料の関係
性についても研究していたところ、セラミックス材料を使えば、水素だけ
を通過させることを発見。
90年代終わりにはセラミックス材料を水素分離膜に応用する開発を始めた
が、当時はCO2削減や地球温暖化対策は企業でも優先順位が低く、この研
究もほとんど注目されなかった。
2002年頃になると、環境問題への関心が高まり、クリーンエネルギー社会
の話が出てくるようになり、私の研究も次第に注目され始めた。2003年度
から5年間、NEDOが推進する国家プロジェクトで水素分離膜の開発に携わり
今の研究に取り組むきっかけとなる。
セラミックス材料は水素を通しますが、まだまだ性能としては改善の余地
があり、水素分子の大きさが0.289ナノメートルで、酸素はそれよりも少し
大きい0.346ナノメートル。1つでも0.346ナノメートルの穴があると酸素が
通ってしまう。また水分子は水素よりも小さいため、水分解の際には、穴
から水素と共に水も通してしまい、固体に溶け込むような特殊な膜を開発
して、水を通さないようにしたが、全ての穴をなくせず、まだ完全な水素
分離ができないのが現状である。
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岩本 雄二 (いわもと・ゆうじ)
名古屋工業大学 大学院工学研究科 生命・応用化学専攻 教授 1985年名
古屋市立大学薬学部卒業。1987年名古屋市立大学 薬学研究科 有機化学修
士課程修了。1987年4月 日本農薬株式会社に入社。1990年より財団法人フ
ァインセラミックスセンター 研究員。1997年よりファインセラミックス技
術研究組合 シナジーセラミックス研究所 前駆体設計グループ グループ
サブリーダーも務める。同年4月より財団法人ファインセラミックスセンタ
ー 主任研究員、2003年より主管研究員を経て、2007年より現職。2008年に
は文部科学省 科学技術政策研究所 客員研究官を兼務。2017年より副学長
。現在は同大学の国際戦略室 室長として海外教育・研究機関との交流協定
の締結と国際共同教育・研究活動の推進、学生の留学と受け入れ支援を行
っている。
セラミックス材料により、高効率な水素エネルギーの実現を目指す～岩本
雄二・名古屋工業大学大学院工学研究科 生命・応用化学専攻 教授
https://top-researchers.com/?p=1866
【再エネ革命渦論 169: アフターコロナ時代 170】
● 技術的特異点でエンドレス・サーフィング－
特異点真っ直中 ㊿
※ 最新レドックスフロー電池
レドックス・フロー電池は二次電池の一種で、イオンの酸化還元反応を溶
液のポンプ循環によって進行させて、充電と放電を行う。 redoxはreduction
-oxidation reaction の短縮表現。「フロー」を略してレドックス電池と呼ぶ
こともあるが、分類としてはフロー電池が上位にあたる。
via ウィキペディア
サイクル耐久性： >10,000サイクル
体積エネルギー密度： 15–25 Wh/L (54–65 kJ/L)
充電/放電効率： 75-80% 公称電圧： 1.15–1.55 V 
１．特開2023-133170 規則構造を有するビオローゲン誘導体及びそれを
用いたレドックスフロー電池 産業技術総合研究所
【要約】
レドックスフロー電池の活物質に用いる溶解度の高い化合物を提供し、さ
らにはこの化合物を用いたクロスオーバーによる容量低下が大幅に低減さ
れたレドックスフロー電池を提供する。
【解決手段】一般式（Ｉ）：
式中、Ａｒは、置換若しくは未置換のアリール基、置換若しくは未置換の
ヘテロアリール基、又はビピリジニウム基であり、ａは０又は１の整数で
あり、ｂは０～５の整数であり、ｃは１～６の整数であり、ｄは１～５の
整数であり、ｅは１～６の整数であり、ｎは分子の電気的中性を保つため
に必要な整数であり、Ｘはカウンターアニオンであり、Ｙは親水性の置換
基である。）で表されるビオローゲン誘導体。 
【選択図】図１．レドックスフロー電池の構成図
【符号の説明】 １、３０ 負極 ２ 負極セル ３、３１ 正極 ４ 正極セル
５、３２ 隔膜 ６ 試験セル ７ 負極電解液用のタンク ８ 正極電解液用の
タンク ９、１０ ポンプ １１ レドックスフロー電池 ２１ 小型試験セル
３３、３４ グラファイト複合集電板 ３５、３６ ガスケット ３７ 負極端
子 ３８ 正極端子 ３９、４０ バックプレート ４１～４４ チューブ ５
１ ナフィオン膜 ５２ カーボンフェルト
【概要】
太陽光や風力など再生可能エネルギーの主力電源化のためには、それらを
利用する発電システムの大量導入だけでなく高性能な蓄電池（二次電池）
も導入し、絶えず変動する出力を調整する必要がある。しかしながらコス
ト・安全性・資源的側面を満たす高性能な蓄電池の開発は十分とは言えず、
大規模な導入にはいたっていない。レドックスフロー電池は長寿命であり
安全性や設計自由度も高いことから再生可能エネルギーの平準化手段の一つ
として有力視されている。しかしながら、エネルギー密度の向上や更なる
低コスト化の課題がある。レドックスフロー電池は、1970年代にＮＡＳＡ
が開発に成功した電池である。開発当初は、鉄／クロム系が主流であった
が、正・負電解液が隔膜を通して混合するクロスオーバーにより電池の容
量が低下してしまう欠点があり開発がうまく進まなかった。1985年にバナ
ジウム系が報告されると現在はこの系が主流となり、一部で実用化が進んで
いる。しかしながら、バナジウム系は今後の大規模な導入を考えた場合、
資源的な制約による低コスト化に課題が残ると言われており、大規模な導
入に向けた新たな電解液の開発が世界中で盛んに行われている。近年では
無機系の金属イオンの代わりに有機化合物を用いる報告が数多くなされて
いる。有機化合物の場合、正・負極の両極で生じる酸化還元電位を広げて
エネルギー密度を向上するために、正極と負極で異なる構造の化合物が一
般的に用いられている。
しかしながら、その場合、容量低下を引き起こすクロスオーバーを抑制す
る必要がある。その方法の一つとして、高分子化した化合物やベーテ格子
あるいはケイリー樹の一部を形成する構造を含む化合物を用いる報告例が
あるが（非特許文献１、２、及び特許文献１）、十分な溶解度の確保が困
難であることや、酸化還元に伴う分子の凝集による析出が避けられないと
いった理由から、結果的にバナジウム系のエネルギー密度を超えるのは難
しいのが現状である。このような背景から、凝集を回避できる程の高い溶
解度とクロスオーバー抑制の二つの機能を併せ持つ新たな材料の開発が求
められている。
【非特許文献１】
T.Janoschka,N.Martin,U.Martin,C.Friebe,S.Morgenstern,H.Hiller,M.D.Hager and
U.S.Schubert,Nature 2015,527,78-81.
【非特許文献2】
T.Hagemann,J.Winsberg,M.Grube,I.Nischang,T.Janoschka,N.Martin,M.D.Hager,
U.S.Schubert,J.Power Sources 2018,378,546-554.
【特許文献１】 特開2020-170697号公報
【発明の効果】
本発明によれば、レドックスフロー電池の活物質に用いる新規な化合物が
提供される。さらに、この化合物を用いたクロスオーバーによる容量低下
が大幅に低減されたレドックスフロー電池を提供することができる。
２．特開2023-129054 光触媒システム 東京理科大学他
【要約】 下図１のごとく、実施形態に係る光触媒システム１は、窒素源を
含む水性媒体と、酸化反応を呈する酸化光触媒６と、還元反応を呈する還
元光触媒７と、を備え、還元光触媒７は、半導体２と、金属錯体３と、を
有し、光照射によって酸化光触媒６に生じた励起電子が、半導体２に移動
すると共に、光照射によって半導体２に生じた励起電子が、金属錯体３に
移動することにより、前記水性媒体中の前記窒素源がアンモニアに還元さ
れることを特徴とする窒素源からアンモニアへの還元反応を促進させ、ア
ンモニアの生成量を向上させることを可能とする光触媒システムを提供す
る。
図１．光触媒システムの構成の一例を示す図
【概要】 アンモニアは、窒素系の肥料、食品、医薬品等の原料、合成樹脂
や繊維の製造において幅広く利用され、世界全体の需要は、現在、年間で１．
７億トンを超えている。また、アンモニアは貴金属フリー（非白金）の燃
料電池であるアニオン型燃料電池の燃料や炭素フリーの燃料としても大い
に注目されている。 一見、アンモニアは炭素を含まないクリーンな燃料で
あるように考えられる。しかし、現在の工業的なアンモニア合成は、空気
中の窒素と水素を触媒存在下で、高温高圧（４００～５００°、１００～
３００気圧）で反応させるハーバーボッシュ法が使用され、その水素は天
然ガス由来のものである。従って、石油が枯渇する将来においては、ハー
バーボッシュ法に代わるアンモニア合成の開発が求められ、国際的な問題
となっている。 一方、近年では、環境中への窒素の流出及び蓄積が、生
態系への悪影響が懸念されるとして問題となっている。なお、窒素含有排
水中に含まれる硝酸イオンや亜硝酸イオン等の窒素酸化物イオンは水質汚
濁防止法で排出基準が定められている。 そこで、最近では、こうした問題
を解決すべく、光触媒を用いて水中の有害な窒素酸化物イオンを還元反応
により低減させ、且つ化学工業等で必要不可欠な窒素源であるアンモニア
を合成する試みがなされている。 例えば、非特許文献１には、金属助触媒
を担持したＴｉＯ２を用いて、窒素酸化物イオンを光還元して、アンモニ
ア（アンモニウムイオン）を合成する技術が提案されている。また、例え
ば、非特許文献２には、ＮｉをドープしたＺｎＳを用いて、窒素酸化物イ
｝オンを光還元して、アンモニアを合成する技術が提案されている。 しか
しながら、従来の技術では、窒素酸化物イオン等の窒素源からアンモニア
への変換率は低いため、十分な量のアンモニアを生成することができない。
【特許文献】
【特許文献１】 特開２０１９－８４５２７号公報
【特許文献２】 特開２０２０－１７９３４６号公報
【非特許文献１】A. Kudo, et al., J. Catal., 135, 300-303(1992)
【非特許文献２】A. Kudo, et al., Chem. Lett., 8, 838-839(2002)
【課題を解決するための手段】
本実施形態に係る光触媒システムは、窒素源を含む水性媒体と、酸化反応
を呈する酸化光触媒と、還元反応を呈する還元光触媒と、を備え、前記還
元光触媒は、半導体と、金属錯体と、を有し、光照射によって前記酸化光
触媒に生じた励起電子が、前記半導体に移動すると共に、光照射によって
前記半導体に生じた励起電子が、前記金属錯体に移動することにより、前
記水性媒体中の前記窒素源がアンモニアに還元されることを特徴とする。
また、前記光触媒システムにおいて、電子メディエータを含み、前記酸化
光触媒の前記励起電子は、前記電子メディエータを介して前記半導体に移
動することが好ましい。
また、前記光触媒システムにおいて、前記酸化光触媒は、ＢｉＶＯ４を含
むことが好ましい。
また、前記光触媒システムにおいて、前記半導体は、銅、ガリウム、亜鉛
のうち少なくともいずれか１つの元素を含む硫化物を含むことが好ましい。
また、前記光触媒システムにおいて、前記半導体は、チタン、タンタルの
うち少なくともいずれか１つの元素を含む酸化物を含むことが好ましい。
【００１６】 また、前記光触媒システムにおいて、前記金属錯体は、コバ
ルト、ルテニウム、銅、鉄、ニッケル、モリブデンからなる群から選択さ
れる少なくとも１つの金属を含む錯体であることが好ましい。
また、前記光触媒システムにおいて、前記半導体の伝導帯最下端のエネル
ギー準位は、前記金属錯体の最低空軌道のエネルギー準位よりも卑である
ことが好ましい。
また、前記光触媒システムにおいて、前記酸化光触媒の伝導帯最下端のエ
ネルギー準位が、前記半導体の価電子帯上端のエネルギー準位よりも卑で
あることが好ましい。
【発明の効果】
本発明によれば、窒素源からアンモニアへの還元反応を促進させ、アンモ
ニアの生成量を向上させることを可能とする光触媒システムを提供するこ
とができる。
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わたしは何んなの ③
ここでは、アルゴリズミカルな人類社会を人工知能（AI）の脅威を描いた
SF映画より考察してみよう。
第２回 人工知能に支配されたディストピアを描く『マトリックス』
第１回の『ターミネイター』が、 作中で「審判の日」 (Judgement day)
とされているのは1997年8月29日で、この月日は当時アメリカと冷戦を激
化させていたソ連による初の原爆実験 (RDS-1) に由来し、映画公開の前
年（1983年）には、実際に第三次世界大戦が起きかねない監視システムの
コンピュータが核ミサイル発射を誤報した事件も起きていたという（wiki
pedia）。キャメロンは、冷戦を意識し製作に当たり、キャメロンは「現
代の技術では殺人ロボットの実現は不可能な上、かといって未来の話では
セットに費用がかり観客にも受け入れがたいと考え、未来の殺人ロボット
が現代にやって来るタイムトラベルのアイデアが浮かんだ」と動機を語っ
ている。「人工知能と人類の戦い」を描いたSF映画の金字塔となった作品。
当時はまだ「人工知能」という言葉や発想さえ珍しかった中、このような
世界観を生み出したジェームズ・キャメロン監督は高評価を獲得している。
これに対し、映画『マトリックス』では、プログラマーとして働く裏で天
才ハッカー「ネオ」としても活動するトーマス・アンダーソンは、「自分
の生きる世界は偽りのものではないか」という違和感を感じていたトーマ
スに、トリニティとモーフィアスという謎の人物が接触してくる。トーマ
スは彼らによって、この世界は人工知能が人間を閉じ込めるために作った
仮想現実であり、本当の世界では人工知能と人類の熾烈な戦いが行われて
いるということを知る。 真実を知ったトーマスは「ネオ」として人類の戦
いに加わることを決意し、人工知能と死闘をくり広げていく。 人工知能に
支配されたディストピア----ディストピア（en: dystopia）とは、反理想郷
・暗黒世界、またはそのような世界を描いた作品,「否定的に描かれたユー
トピア」を指す言葉。産業革命後に発達した機械文明の、否定的・反人間
的な側面が強調されて描き出された「未来社会」像。典型例は反自由的な
社会であり、隠れた独裁や横暴な官僚システム、性愛制御などが描かれる
----を描く『マトリックス』。仮想現実やディストピア社会が入り混じる
複雑な世界観の中で、VFXを駆使したかつてない戦闘シーンが描かれて大
きな話題を呼びました。キアヌ・リーブス演じる主人公ネオが「救世主」
として成長していく物語など、どこかスピリチュアルなメッセージ性が込
められているのも注目ポイント。公開から20年以上が経った現在でも、カ
ルト的な人気を集め続けていのも面白い。
風蕭々と碧い時
John Lennon Imagine
アルバム『終わりなきこの愛』 2019.4.24
カリンカ（ロシア民謡）Richard Greidaman Kalinka
● 今夜の寸評： 
via jp.wikimedia
bbc news 2023.09.23
アメリカのバイデン大統領は21日、ウクライナのゼレンスキー大統領とホワイト
ハウスで会談。 これにあわせてバイデン政権は最大で3億2500万ドルの追加の
軍事支援を発表したが、ウクライナが強く求めている最大射程が300キロの地対
地ミサイル「ATACMS」は含まれていなかっした。 このミサイルについてアメリカ
のNBCニュースは22日、複数のアメリカ政府当局者などの話として、バイデン大
統領がゼレンスキー大統領に対し、供与する方針を伝えたと報じている。