新開発！蛍光灯の光で汚れ分解「新光触媒」とは何か？ : サイエンスジャーナル

科学大好き！アイラブサイエンス！このブログでは、最新科学ニュースをくわしく調べ、やさしく解説！みるみる科学がわかります。
「光触媒」とは何だろうか？
光触媒とは、光を照射することにより触媒作用を示す物質の総称である。また、光触媒作用は光化学反応の一種と定義される。具体的には通常では起きない化学変化を、光を当てることによって引き起こしたり、また化学物質の自由エネルギーを増加させる反応を起こす場合もある。

1972年、東京大学の本多健一と藤嶋昭は、「酸化チタンを用いた水の光分解」に関する論文をネイチャー誌に発表した。これは、粉末状の酸化チタンを水中に入れ、光を当てるとそれだけで、水素と酸素に分解され、それぞれの気泡が発生するというもの。これが世界で初めて発見された「光触媒」であった。

この酸化チタンは壁やガラス、布の表面に塗ることで表面の汚れもよく分解した。現在さまざまなビルや建物の外装やガラスに酸化チタンは使われている。あの東京ドームの屋根にも使われていることを知っているだろうか。このためいつも東京ドームの屋根は白くてきれいだ。

NEDO「新光触媒」開発
2009年1月28日、NEDO技術開発機構は、従来の10倍以上の活性を持つ可視光型光触媒の開発・量産化を発表した。強い可視光活性があるので、室内でも効果抜群。空気洗浄効果や消臭効果、新型インフルエンザ対策にまで、光触媒の用途拡大が期待されている。

今までの光触媒は、太陽光のある屋外でしか充分な効果を発揮出来なかったが、今後、製品形態で実証研究を進め、屋外のみならず室内で効果を発揮する光触媒製品の実用化を目指す。

酸化タングステン銅
今回使われた物質は、酸化タングステンに銅を混ぜたもの。銅を混ぜることで金属への電子の移動（界面電荷移動）と、その金属における電子の貯蔵（多電子還元）が有効になったと考えられている。この結果、従来の可視光型光触媒である窒素ドープ型酸化チタンと比較して、10倍以上の活性を有している。

純粋は酸化チタンは無色透明な粉末であり、吸収する光の波長のピークは380 nm以下の紫外領域にある。そのため太陽光や白熱灯・蛍光灯など通常の生活空間における光源では、そのごく一部しか光触媒反応に寄与していなかった。

そこで酸化チタンに不純物を入れることで可視光の範囲での活性を高める研究がなされてきた。その代表が窒素添加型（＝窒素ドープ型）酸化チタンであった。それが新しい素材「酸化タングステン銅」を使うことで、性能が10倍も上がったのは画期的なことである。

参考HP　Wikipedia「光触媒」・NHKニュース「蛍光灯でも汚れ分解　新光触媒」(1月28日)
NEDOプレスリリース「世界最高クラスの性質を持つ光触媒の量産化に成功」(平成21年1月28日)