光で駆動する化学工場：光触媒が切り開くクリーンケミストリーの新産業圏白書2026年版　PDF版

99,000円(内税)

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［出版日］

2026年3月16日

［ページ数］

A4判／約400ページ
（※　バインダー製本とPDF版では編集上の違いによりページ数が若干異なります。）

［発行］

監修・発行：　一般社団法人次世代社会システム研究開発機構

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　　［レポート内容］

■概要■

■ キーメッセージ
「太陽光を触媒反応のエネルギー源とする"光駆動の化学工場"が、クリーンケミストリーの新産業圏を切り開く。

●　本白書は、光触媒材料の材料科学的原理から、産業スケールの応用展開・実装ロードマップ・エコシステム全体に至るまでを体系的に記述した、クリーンケミストリー領域の包括的な専門白書である。

●　対象領域は、グリーン水素製造・CO₂還元／人工光合成・大気浄化・水処理・抗菌／抗ウイルス表面・セルフクリーニングガラス・光動力療法（PDT）・スマートウィンドウという多産業にまたがる75のテーマを網羅する。

●　材料系としては、TiO₂（チタン酸化物）・g-C₃N₄・MOF・Z-scheme・プラズモニック複合材・量子ドット増感・ペロブスカイト型酸窒化物・単一原子触媒（SAC）等を横断的に整理しており、技術者・研究者が自社テーマに対応した章に直接アクセスできる構成である。

●　AI・機械学習によるハイスループット材料スクリーニング、アクティブラーニング×ロボット合成の高速開発ループ、IoTセンサー連携型の光触媒効果モニタリングなど、2026年時点の最先端実装事例を詳述している。

■ 利用シーン

本白書は、以下の実務局面で直接参照できる知識基盤を提供する。

▼　① 材料・プロセス設計の技術判断

TiO₂・g-C₃N₄・WO₃/TiO₂複合・BaTaO₂N・窒素ドープTiO₂・ビスマス系・鉄酸化物・硫化カドミウム・量子ドット複合材など、各材料系のバンドギャップ工学・ヘテロ接合設計・ドーピング手法・電荷分離メカニズムが章別に詳述されている。「どの材料系が自社の反応条件に適合するか」を技術的根拠に基づいて選定する際の判断軸として機能する。

▼　② スケールアップ・製造プロセス設計

ナノインプリンティングによる高密度活性サイト形成・メゾポーラス構造による比表面積最大化・3Dプリントによる立体光触媒構造体・フレキシブル基板への薄膜コーティングプロセス・大面積コーティングの均一性制御技術など、実装に直結する製造技術が整理されている。実験室スケールから量産スケールへの橋渡しに際し、各アプローチのボトルネックと解決策を確認できる。

▼　③ 特定用途・産業向けの応用事例参照

建築・自動車向けセルフクリーニングガラス（TOTOのルミレッシュ関連技術等）・光触媒コーティングによるフロー式水素製造・光触媒による抗生物質分解と水処理・紫外線／可視光誘導型抗菌医療デバイス・生体適合性光触媒による創傷処理材料・光動力療法（PDT）材料など、用途別の詳細事例が章単位で収録されている。特定分野への参入判断や製品仕様策定において、先行事例と技術要件を即座に確認できる。

▼　④ AI・マテリアルズインフォマティクスの実装参照

GNN（グラフニューラルネットワーク）による構造表現・物性予測・アクティブラーニング×ベイズ最適化・自律実験プラットフォームとの連携という一連の高速材料探索パイプラインが具体的に解説されており、既存R&D組織へのAI導入を検討する技術リーダーやデータサイエンティストの実装設計資料として活用できる。

▼　⑤ 環境浄化・サステナビリティ対応の根拠資料

光触媒によるVOC・NOx・PM2.5・有機物汚染・抗生物質・内分泌かく乱物質・温室効果ガスの分解処理について、反応メカニズム・評価指標・規格（JIS R1701-1、ISO 22197-1等）・現場実装事例が収録されており、ESG対応・SDGs貢献の技術根拠として利用できる。

■ アクションプラン／提言骨子

本白書の知見は、以下の3フェーズで実務に落とし込める。

▼　【近未来：〜2028年／既存製品・プロセスへの光触媒機能の組み込み】

TiO₂系セルフクリーニングガラス・VOC／NOx分解建材・抗菌コーティングのように商用段階にある技術を、既存製品ライン・施設・プロセスに統合することから着手する。フロー式光触媒リアクターの試作や、ラボオンチップ（光触媒×マイクロフルイディクス）によるスクリーニング環境の整備も近期の優先アクションである。

▼　【中期：2028〜2035年／グリーン水素・CO₂変換の実証・パイロット展開】
BaTaO₂N系PEC電極・Z-scheme ZnO/CdS水分解・WO₃/TiO₂複合系による可視光水素発生など、効率向上が見込まれる材料系でのパイロットリアクター実証が主要マイルストンとなる。2030年のCO₂電解によるC1系生成物の社会実装、2035年の光触媒・光電極による水素製造実装という段階的ロードマップに沿い、自社技術ポジションを見定めることが重要である。

▼　【長期：2035年以降／炭素循環インフラと統合スマートサーフェスの設計参加】

太陽光駆動CO₂還元・共電解による高付加価値化学品（C2+）量産・IoT連携型自律スマートウィンドウ（光発電×光触媒×AI）など、次世代の社会インフラ構成要素として光触媒システムを設計・実装する段階に移行する。レアメタルフリー・リサイクル可能触媒・LCAを組み込んだサステナブルプロセス設計が、2035年以降の製品競争力の根幹となる。

■ 推奨読者／ゴール

▼　材料科学者・化学エンジニア

TiO₂・g-C₃N₄・MOF・Z-scheme・SAC等75テーマの材料設計原理・合成手法・性能評価指標を横断的に把握し、研究テーマの設計精度を高める

▼　R&Dリーダー・CTO

AI／マテリアルズインフォマティクスの実装パターンと自律実験ループを参照し、自社の材料開発プロセスを抜本的に効率化する

▼　製品開発・プロセスエンジニア

水処理・大気浄化・抗菌・グリーン水素・CO₂還元の各用途で実用化された製造プロセスと設計パラメータを参照し、製品仕様・装置設計に直接活用する

▼　環境・サステナビリティ担当

光触媒による有害物質分解・温室効果ガス変換・LCA評価の事例を把握し、ESG対応・カーボンニュートラル戦略の技術根拠として活用する

▼　事業会社の技術・事業企画部門

建材・自動車・医療・エネルギー・水処理の各産業における光触媒技術の商用化動向と実装ロードマップを把握し、自社製品・サービスへの統合シナリオを立案する

［以上］