バクテリア＋マイクロソーラーパネル、樽１つで光合成ができる！

最近開催された第 254 回全米化学会全国会議および博覧会で、米国のローレンス バークレー研究所のケルシー K. サキモト チームは、新しいタイプの小型ソーラー パネル、つまりバクテリアのハイブリッド システムを提案しました。このシステムは、硫化カドミウム (CdS) ナノ粒子を利用して、非光合成細菌である Moorella Thermoacetica を変換します。ソーラーパネルの表面は、太陽の光子を捕捉できる硫化カドミウムのナノ粒子で構成されています。光励起された硫化カドミウム CdS は、光生成された電子正孔対を生成します。そして、人工光合成の化学反応に参加するために使用されます。

崎本？ 「これらの小さな太陽電池パネルにこれらの細菌が『設置』されると、細菌はすべて太陽エネルギーを利用して食物、燃料、プラスチックを生産できるようになります。」では、なぜソーラーパネルのような媒体が必要なのでしょうか?すべての太陽光を電子の流れに変換できるのは太陽電池だけであるため、自然の光合成は太陽光を植物の成長に必要な食物に変えるだけです。

図丨 細菌修飾 CdS バイオリアクター (左)。光吸収ナノクリスタル（中央）は太陽光、二酸化炭素、水を有用な化学物質に変換します（右）

さらに彼らは、CdS-Moorella Thermocatica システムは光を使用して二酸化炭素を酢酸に還元できると述べました。酢酸はポリマー、医薬品、液体燃料の製造に使用できる多用途の化学物質であり、キッチンにある酢の 5 ～ 20% が酢酸で構成されています。崎本チームは、二酸化炭素をメタノール、液体水素、その他の液体燃料などの他の化学燃料に変換する研究にも取り組んでいます。

崎本？ 「これらの小さな太陽電池パネルにこれらの細菌が『設置』されると、細菌はすべて太陽エネルギーを利用して食物、燃料、プラスチックを生産できるようになります。」では、なぜソーラーパネルのような媒体が必要なのでしょうか?すべての太陽光を電子の流れに変換できるのは太陽電池だけであるため、自然の光合成は太陽光を植物の成長に必要な食物に変えるだけです。