ケミカルルーピング方式によるCO2還元技術の進展
三菱電機株式会社は、国立大学法人東京科学大学（以下、Science Tokyo）と共同で、ケミカルルーピング方式におけるCO2還元反応モデルを構築し、反応の高速化に成功したと発表しました。ケミカルルーピング方式とは、酸素キャリア（酸素を運ぶための媒体）を介して二酸化炭素（CO2）を一酸化炭素（CO）に変換する還元反応と、酸化反応を別々に繰り返し行う手法のことです。
近年、カーボンニュートラルの実現に向け、排出されたCO2を回収して資源として再利用するCCU（Carbon dioxide Capture and Utilization）技術への期待が高まっています。両者は2025年2月から同方式によるCO2還元技術の実証試験を進めてきました。
Ms.ガジェットレアアースを使用せず反応速度を1.8倍に向上
従来のケミカルルーピング方式では、金属表面の酸化により反応速度が低下する課題がありました。これを補うために、レアアースなどの高価な重要鉱物が添加されていましたが、コスト増や地政学リスクが社会実装の妨げとなっていました。
今回、両者は反応金属ではなく、担体（活性物質を固定する土台）の役割に着目しています。イオンと電子の両方を運べる性質を持つ「鉄置換チタン酸カルシウム（CTFO）」を担体に適用することで、以下の成果を得たとのことです。
- レアアース等の重要鉱物を使用せず、反応温度800℃においてCO2還元反応速度を従来比1.8倍に向上
- 反応速度の向上により、CO2還元反応器を通過する時間を約半分に短縮
- 装置の小型化や設備コストの低減に寄与
Ms.ガジェット今後の社会実装に向けた展望
今回の開発成果は、反応温度800℃における特性として、以下のようにまとめられています。
| 材料 | 特徴 |
|---|---|
| CTFO | 開発品（鉄置換チタン酸カルシウム） |
| YSZ | 比較対象（イットリウムを含むレアアース） |
| CTO | 比較対象（鉄置換なし） |
| α-Al2O3 | 比較対象（絶縁体） |
三菱電機は今後、実証試験を通じて社会実装に向けた課題を整理し、反応器の開発や酸素キャリア粒子の高性能化を進める予定です。また、メタノール等の化学品や燃料生成などへの応用も視野に入れ、2029年度以降の社会実装を目指すとしています。なお、本成果は論文誌「Chemical Engineering Journal」の6月15日付Volume 538に掲載される予定とのことです。
Ms.ガジェット
三菱電機と東京科学大学、CO2還元反応の高速化に成功
最後までお読みいただきありがとうございました！
- 本記事の評価は当サイト独自のものです。
- 特段の表示が無い限り、商品の価格や情報などは記事執筆時点での情報です。
- この情報が誤っていても当サイトでは一切の責任を負いかねますのでご了承ください。
- 当サイトに記載された商品・サービス名は各社の商標です。
- 本記事で使用している画像は、メディアユーザーとしてPR TIMESより提供されたプレスリリース素材を利用しています。