光触媒とは？仕組み・効果・できないことをわかりやすく解説

光触媒とは：光を受けて表面で「分解」を起こす材料

光触媒とは、光を吸収すると表面で化学反応を進める材料のことです。代表的なのは酸化チタン（二酸化チタン）で、日焼け止めや白色の塗料にも使われている身近な物質です。

酸化チタンに光が当たると、表面に強い酸化力を持つ物質（活性酸素の一種）が生まれます。これが表面に触れた有機物、たとえばニオイの成分や菌の細胞膜、油汚れなどを酸化して分解し、最終的には水と二酸化炭素にまで変えていきます。

「触媒」という名前のとおり、酸化チタン自体は反応で減っていきません。光が当たるかぎり、同じ表面で反応をくり返します。この性質を利用して、壁や床、カーテン、空気清浄機のフィルターなどに光触媒を固定したものが「光触媒コーティング」や「光触媒加工製品」です。

光触媒の現象は1960年代後半に日本で発見され（本多・藤嶋効果）、その後、外壁の汚れ防止やトンネル照明、空気清浄機などで実用化が進みました。

光触媒の4つの主な働き

どの働きも、光触媒が塗られた面の上で起きるという点が共通しています。空気中に浮かんでいる菌やウイルス、部屋にこもったニオイをその場で消すものではありません。

紫外線型と可視光型の違い

酸化チタンは、本来は紫外線で強く働く材料です。屋外は太陽光に紫外線が多く含まれるため、外壁やガラスのセルフクリーニングでは早くから使われてきました。

一方、室内の照明（蛍光灯やLED）には紫外線がほとんど含まれません。そこで室内向けには、酸化チタンに銅や鉄の化合物を組み合わせたり、酸化タングステンなど別の材料を使ったりして、目に見える光（可視光）でも反応するように改良した「可視光応答型」が開発されています。

室内で使うコーティングを選ぶときは、可視光で性能を確認した試験データがあるかが最初の確認ポイントです。

性能はどう確かめられているのか（JIS規格）

光触媒の性能には、日本産業規格（JIS）で試験方法が定められています。たとえば次のようなものがあります。

• JIS R 1702：紫外光での抗菌性の試験方法
• JIS R 1706：紫外光での抗ウイルス性の試験方法
• JIS R 1752：可視光での抗菌性の試験方法
• JIS R 1756：可視光での抗ウイルス性の試験方法
• JIS R 1701シリーズ：空気浄化性能（窒素酸化物やアセトアルデヒドなどの除去）の試験方法

これらはいずれも、決められた光の強さ・時間・温度のもとで、試験片の上の菌やウイルス、ガスがどれだけ減るかを測るものです。試験で性能が確認できても、実際の部屋で同じだけ効くとは限りません。照明の明るさ、ニオイの発生量、換気、汚れの付き方が試験条件とは違うからです。

抗ウイルス性の試験は、人には感染しない「バクテリオファージ」というウイルスを指標に行うのが一般的です。特定の病原ウイルスで試験しているかどうかは、製品ごとに確認が必要です。

光触媒にできないこと

光触媒を検討するときに、もっとも大切なのは「できないこと」を知っておくことです。

• 空気中のウイルスや菌を捕まえることはできません。コーティング面に付着したものだけが対象です。
• 暗い場所ではほぼ働きません。家具の裏、収納の中、夜間の消灯後は効果が期待できません。
• 即効性はありません。消臭スプレーのように一瞬でニオイを消すものではなく、表面で少しずつ分解します。
• ニオイの発生源は消せません。床にしみ込んだ尿やおむつのゴミ箱など、発生源が残っていれば、分解が追いつかずニオイは続きます。
• 厚い汚れの下では働きません。ホコリや油膜で表面が覆われると、光も対象物も届かなくなります。
• 掃除・消毒・換気の代わりにはなりません。感染症対策の基本は手洗い、適切な消毒、換気であり、光触媒は補助的な手段です。

これらの限界と、実際に「効果がなかった」と感じる理由については光触媒コーティングのデメリットで詳しく解説しています。

光触媒が向いている使い方

限界を踏まえると、光触媒が力を発揮しやすいのは次のような使い方です。

• 発生源の掃除や換気をしたうえで、残る生活臭を少しずつ減らしたい
• 窓際や照明の近くなど、光がよく当たる面が広くとれる
• 手すりやドアノブなど、人がよく触れる面を日常清掃と組み合わせて清潔に保ちたい
• 一度施工して、長い期間じわじわと効果を得たい

場所ごとの具体的な考え方は、ペットのいる家、保育園、動物病院、介護施設、部屋のニオイ別の各ページで解説しています。次亜塩素酸水やオゾンなど、ほかの除菌・消臭方法との違いは除菌方法の比較をご覧ください。