2012年10月3日成立的日本人工光合成化學(xué)工藝技術(shù)研究組合(ARPChem)受日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省的委托，開始推進“清潔可持續(xù)化學(xué)工藝基礎(chǔ)技術(shù)開發(fā)(革新性催化劑)”項目，并于2012年12月1日舉行了成立儀式。

　　日本經(jīng)產(chǎn)省將從平成24年度(2012年度)起在10年內(nèi)共向ARPChem提供約150億日元(預(yù)計)做為項目研發(fā)資金，用于確立作為人類夢想的人工光合成化學(xué)的基礎(chǔ)技術(shù)。

　　ARPChem由國際石油開發(fā)帝石、住友化學(xué)、富士膠片、三井化學(xué)、三菱化學(xué)5家企業(yè)以及精細(xì)陶瓷研究中心(JFCC)1家研究機構(gòu)組成。另外，這些單位還將與東京大學(xué)及東京工業(yè)大學(xué)等6所大學(xué)展開共同研究，目標(biāo)是確立人工光合成化學(xué)的基礎(chǔ)技術(shù)。該項目的負(fù)責(zé)人由東京大學(xué)理事、副校長辰巳敬擔(dān)任。

　　“清潔可持續(xù)化學(xué)工藝基礎(chǔ)技術(shù)開發(fā)(革新性催化劑)”項目就是要實現(xiàn)能像植物一樣，以水(H2O)和二氧化碳(CO2)等為原料，合成出復(fù)雜的有機物。具體來說，就是利用能被陽光激發(fā)活性的光催化劑，把H2O分解成氫氣(H2)和氧氣(O2)，并用氫分離膜對獲得的H2和O2進行高純度分離處理。與此同時，利用新催化劑將CO2變?yōu)镃O等。最后，以高純度H2和CO為原料氣體來合成碳數(shù)為2～4的烯烴類原料(乙烯、丙烯等)，用作塑料原料。在上述這些反應(yīng)中，各種高功能及高性能的催化劑的實用化是關(guān)鍵。

　　目前，塑料的原料是源自石油的石腦油，如果能使上述各反應(yīng)實現(xiàn)實用化，便可使塑料原料擺脫對石油的依賴。該項目的目標(biāo)是在2030年，使塑料原料所用石腦油的17%被人工光和作用合成的材料替代。另外，日本化工廠商通過確立可同時解決資源問題和環(huán)境問題的人工光合成化學(xué)基礎(chǔ)技術(shù)并開展相關(guān)業(yè)務(wù)，還有望提高國際競爭力。

　　技術(shù)開發(fā)項目大致由3大基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)構(gòu)成。第一項課題是使利用陽光將水高效分解為H2和O2的高性能光催化劑(包括助催化劑)實現(xiàn)實用化。技術(shù)研究組合理事長菊地英一(早稻田大學(xué)名譽教授)分析說，“現(xiàn)行光催化劑的分解效率僅為0.2～0.3%，要想使這一效率在10年內(nèi)躍升至10%，恐怕要在科學(xué)方面有出色的‘發(fā)現(xiàn)’才行，比如說找到革新性的原理，等等”。菊地還表示，為了解決這一難題，“已經(jīng)從企業(yè)和大學(xué)抽調(diào)超一流的研究人員集中到技術(shù)研究組合，組成了‘夢之隊’”。

　　使高性能光催化劑實用化并模塊化的技術(shù)開發(fā)由國際石油開發(fā)帝石、富士膠片、三井化學(xué)及三菱化學(xué)負(fù)責(zé)，同時由東京大學(xué)、京都大學(xué)及東京理科大學(xué)通過共同研究提供支援。

　　第二項課題是對通過分解H2O而獲得的H2和O2進行高效且高純度分離處理的氫分離膜的實用化和模塊化。相關(guān)技術(shù)開發(fā)由三菱化學(xué)和精細(xì)陶瓷研究中心負(fù)責(zé)，并與名古屋工業(yè)大學(xué)和山口大學(xué)展開共同研究。高效氫分離膜方面，計劃實現(xiàn)以沸石、硅石及碳素為基礎(chǔ)材料的膜材料實用化。

　　第三項課題是對以H2和CO為原料來合成碳數(shù)為2～4的烯烴類原料的工藝進行優(yōu)化，并通過小型中試工廠進行驗證，以確立開展業(yè)務(wù)運作的基礎(chǔ)。相關(guān)技術(shù)開發(fā)由三菱化學(xué)和住友化學(xué)負(fù)責(zé)，與東京工業(yè)大學(xué)和富山大學(xué)進行共同研究。計劃在10年后，即該項目的最后一年確立小型中試工廠規(guī)模的合成工藝。