光触媒最新情報

地球温暖化問題と光触媒

2014-12-09

 先日、地球温暖化を取り上げているテレビ番組を見ました。番組では温暖化の原因として二
酸化炭素が増えていることの他に、メタンについても触れていました。そこで今回は地球温暖
化について解説し、さらに光触媒技術が温暖化防止に貢献できるのか検討したいと思います。

【温暖化の原因】
 地球は太陽からの光で温められていますが、赤外線などの形で熱を宇宙に放出しており、そ
れが釣り合って今の地球の温度になっています。この太陽からの入力と宇宙への放出のバラン
スが変わると、地球の温度も変わるのです。太陽からの入力は太陽の活動状態で変化します。
太陽の活動状況で太陽表面の黒点が増えたり減ったりすることで観察できるようですが、太陽
活動が活発になると光が強くなって暖かくなる、といったような単純なことではないようです。
現在の太陽は活動が弱くなってきていて、太陽からの影響は地球寒冷化の方向に働くのではな
いかという話もあります。
 一方、宇宙への放出については地球の状態が影響します。その中でよく言われているのが温
室効果というものです。大気中に熱を溜めやすい成分(温室効果ガス)が増えることで熱が逃
げにくくなり「温室」のように地球が温暖化するという理論です。

【温室効果ガス】
 温室効果ガスには温室効果の影響度を示す「温暖化係数」というものがあります。代表的な
温室効果ガスである二酸化炭素の影響度を「1」として、二酸化炭素に対する影響の強さを相
対的に表しているものです。
「熱を溜めやすい」ことの指標に「比熱」というものがあります。1℃温度を上げるのにど
れくらいのエネルギーが必要なのかを表したもので、逆にいうとどれくらい冷めにくいのかを
表しています。温暖化係数はこの比熱に比例しているのかと思っていたのですが、そんな単純
なものではありませんでした。通常、温暖化係数はそのガスが100年の間に温暖化にどのよ
うに影響するかを算出したもので、比熱だけでなく大気中でその成分がどのように循環するか、
寿命はどれくらいか、などなど様々な要因を含めて計算されています。フロンも温室効果ガス
ですが、フロンは比熱が大きくまた自然界でなかなか壊れないため、温室効果が大きいガスの
一つになっています。
 気象庁のホームページで地球温暖化問題を取り上げていますが、この中で人間の活動で発生
している温室効果ガスの種類と影響度について示した図があります。この図は温暖化係数を考
慮していて二酸化炭素の影響度合いに対して他のガスがどれくらい温暖化に影響しているのか
を示した相対的な割合を示しています。この図では二酸化炭素が76%くらいで、メタンが1
5.8%、一酸化二窒素が6.2%、フロン類などが2%となっています。

【温暖化対策と光触媒】
 一酸化二窒素は主に自動車や工場などから排出されます。フロンも産業用に使われているも
のが空気中に漏れたりして放出されています。一酸化二窒素やフロンは排出に対してすべてで
はないにしろある種の規制がありますが、メタンの排出には規制がありません。一酸化二窒素
は一部自然界からの放出もありますが、一酸化二窒素やフロンは排出場所が特定し易く、排出
場所での規制ができます。しかしメタンにはそのような規制がありません。温暖化問題ではメ
タンが家畜のゲップに含まれていることを指摘されていますが、このような人間活動に関連し
て発生するだけでなく、自然界で落ち葉などが腐敗するとメタンが生成されますし、天然ガス
として地中にもたくさんあることが関係しているのかもしれません(最近はメタンハイドレー
トとして海の中にもあることがわかってきています)。また他の化合物と較べてメタンの毒性
が低いこともあるのかもしれません。しかし今後は地球温暖化対策の点からもメタンの排出に
対しても何らかの規制が必要になるでしょう。
 メタンは都市ガスなどにも使われているように、燃やしてしまえば水と二酸化炭素になりま
す。二酸化炭素も温室効果ガスですが、メタンに較べれば温暖化係数はずっと小さいので温暖
化対策になります。とはいえ大気中に放出されて非常に薄くなってしまったメタンは台所で使
うように燃やすことはできません。「希薄なメタンを酸化する」という問題に対しては、光触
媒が使えるのではないでしょうか。光触媒活性によってメタンは酸化できるはずです。問題は
光触媒になるべく多くの大気を接触させることにあります。牧場の周りに太陽光パネルならぬ
光触媒パネルを設置する、なんていうこともあり得るかもしれません。光触媒加工品を使うこ
とは地球温暖化対策に少しだけでも貢献している、と言えなくもないでしょう。

                                    【室伏】

 参考ページ;気象庁のホームページ

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