【身近な化学⑫】植物から得られる燃料

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この記事では著書「身の回りのありとあらゆるものを化学式で書いてみた」から、興味深かった内容や身の回りの物質の性質を紹介していきます。

       

記事を読んでいただき、少しでも世の中の見え方が彩り豊かになってくれたら幸いです。

   

今までの記事では塩や砂糖の話題にはじまり、油脂、石油の化学を経て植物との関係に触れてきました。

  

そんな【身近な化学】のテーマも今回で一区切りとなります。

 

最後のテーマは“植物とエネルギー”についてです。

  

車のタイヤを動かす力も発電所のタービンを回す力も、大元をたどれば何かがエネルギーとなって現れた姿です。

  

  

近年では、植物から得たエタノールがエネルギーを生み出す資源になるのではないかと注目されています。

 

今回はそんな植物由来のエネルギーについてのお話です。

  

  

バイオエタノール

  

バイオエタノールは植物(や一部の生物)から得ることができるエタノールのことです。

  

主にトウモロコシやサトウキビなどの糖を発酵させて得ることができます。

  

燃焼する際は以下の式に沿って酸素と結びつき、二酸化炭素と水、としてエネルギーを生み出します。

  

 

そんなバイオエタノールは植物に含まれているデンプンやスクロースなどの糖質から作ることができます。

  

デンプンを体内に摂り入れると酵素で分解されグルコースになるんでしたね!(詳しくは“みんな大好き砂糖の化学”にて!)

  

  

バイオエタノールの工場でも同じ反応を行います。

  

酵素を用いてトウモロコシに含まれているデンプンを分解してグルコースを得ます。

  

そして得られたグルコースからエタノールに分解していくのです。

  

  

これがいわゆる発酵です。

  

お酒も発酵によって酔いの成分であるエタノールを作りだしますね。

  

それと同じものだと思ってください。

  

ちなみに上の図の右に書いてある“エネルギー”は酵母が得ているエネルギーです。

 

酵母もエネルギーを得るために働いているのですね。

  

 

バイオエタノールと環境

  

このバイオエタノールに仕組みが画期的と言われている理由として、環境負荷を軽減することができる点が挙げられます。

 

自動車などの燃料として燃やすことによって二酸化炭素が排出されます。

  

そして植物が育つためには二酸化炭素が必要です。

  

バイオエタノールを使うことで、植物から生まれた燃料の排気ガスによって植物が育つ……。

  

このサイクルによって、化石燃料の使用量を減らしたり、排出する二酸化炭素の量をコントロールしたりと、環境に与える負荷を軽減できるのではないかと研究が進められています。

  

現段階ではエタノールを得るまでに必要な設備の設置や、資源の輸送など込みで考えると二酸化炭素などの排出量が多いとされていますが、バイオエタノール自体は実用化されています。

  

アメリカではトウモロコシから、ブラジルではサトウキビから作られたバイオエタノールが普及し、ガソリンにバイオエタノールを混ぜたものが使われています。

  

バイオエタノール85%とガソリン15%が混ざった燃料

  

ただし穀物やトウモロコシなどを原料としてエタノールを得た場合、可食部は貴重な食料源であることもあるため、食料と競合してしまうという問題点が指摘されていました。

  

そのためセルロース(茎などの繊維)や廃材などを原料としてバイオエタノールを得ようとする研究も行われています。

  

 

これを第二世代バイオエタノールと言います。

  

環境にとっても良いエネルギーの生産方法ですが、発酵の効率があまり良くないとされ研究の余地は大きく残されています。

  

  

まとめ

いかがでしたでしょうか植物とエネルギーの化学。

 

人類の歴史の中でもアルコールはお酒や消毒として使われてきました。

 

今では機械の燃料としても活躍の幅を見せる興味深い物質ですね。

  

今回はややこしくなるので紹介しませんでしたが、藻類から燃料を得る第三世代のバイオエタノールも存在します。

  

またそのうち紹介しようと思いますので、その時にまたバイオエタノールと出会いましょう!

  

さて、身近な化学も一旦ここで区切りです。

  

次回の記事では今までの記事のまとめをしようと思います。

  

それで今回はこの辺で!

 

 

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