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CO2の有効利用技術の開発

CO2の有効利用技術の開発

~有用化学品製造、燃料製造、直接利用、固定化、資源化~
CO2の有効利用技術の開発の画像

目次

第1章 カーボンリサイクルの実現に向けたCCUの概要

第1節 カーボンリサイクル技術の基礎、研究の動向
  • 1.CO2の「物理的利用」と「化学的利用」
    • 1.1 物理的利用
    • 1.2 化学的利用
  • 2.世界のCO2利用技術の開発
第2節 CO2有効利用技術の概要とこれからの課題
  • 1.温室効果ガス排出量削減に向けた政策動向
    • 1.1 京都議定書の発効
    • 1.2 パリ協定の採択
    • 1.3 最近の日本の政策動向
    • 1.4 パリ協定の課題
  • 2.地球温暖化対策としてのCO2の削減
  • 3.CO2の利用と固定化・資源化
    • 3.1 物理的手法によるCO2の利用
    • 3.2 生物的手法によるCO2の利用
    • 3.3 化学的手法によるCO2の利用
      • 3.3.1 工業的なCO2変換プロセス
      • 3.3.2 還元的手法によるCO2変換反応
      • 3.3.3 非還元的手法によるCO2変換反応
第3節 CO2有効利用技術の現状と今後の展望
  • 1.再生可能エネルギーの導入
    • 1.1 余剰電力
    • 1.2 石炭火力発電のCO2の利用
  • 2.メタン
    • 2.1 メタネーション
    • 2.2 HELMETHプロジェクト
    • 2.3 STORE&GOプロジェクト
    • 2.4 日本のプロジェクト
  • 3.CO2からメタノールの製造
  • 4.e-fuel
    • 4.1 コペルニクスプロジェクト
    • 4.2 スペインのビルバオ
    • 4.3 Haru Oniプロジェクト
  • 5.今後の航空燃料 (SAF: Sustainable Aviation Fuel)
  • 6.CO2から化学品の合成
    • 6.1 メタンのドライリフォーミングによる軽質オレフィンの製造
    • 6.2 メタノール原料
    • 6.3 DME (ジメチルエーテル) から化学品の合成
    • 6.4 メタノールを原料とした新たな化学センター
    • 6.5 発酵法によるCOからエタノール, IPAの合成
    • 6.6 CO2から機能化学品とポリマーの合成
  • 7.CNのプラスチック原料

第2章 特許情報から読み解くCO2資源化技術開発動向・技術トレンド
  • 1.世界のCO2資源化技術に関する出願件数
  • 1,1 1998年から2015年にかけての日米欧中韓等への出願国別推移
    • 1.2 2016年以降の日米欧中韓等への出願国別推移
    • 2.2016年以降の世界のCO2資源化技術に関する主要出願人
  • 3.世界のCO2資源化技術に関する技術分野別の推移
    • 3.1 1998年から2015年にかけての日米欧中韓等への技術分野別の推移
      • 3.1.1 「分離回収」
      • 3.1.2 「CO2固定化 (輸送・貯槽・隔離) 」
      • 3.1.3 「CO2有効利用 (物理的利用・化学的利用・生物的利用) 」
    • 3.2 2016年以降の日米欧中韓等への技術分野別の推移
    • 3.3 2016年以降の日米欧中韓等の技術分野割合
      • 3.3.1 「固定化」技術における上位IPC別の比較
      • 3.3.2 「有効利用」技術におけるIPC別の比較

第3章 CO2の有効利用に向けた高効率触媒の設計、開発

第1節 CO2メタン化反応用CeO2系触媒の設計・開発
  • 1.反応機構
  • 2.Ni/CeO2系触媒の開発
第2節 金属硫化物を用いた二酸化炭素還元電極触媒の設計
  • 1.鉄-ニッケル硫化物による電気化学的二酸化炭素還元
    • 1.1 greigite (Fe3S4) による電気化学的二酸化炭素還元7)
    • 1.2 ニッケル添加によるgreigiteの活性向上
    • 1.3 アミン系分子の添加によるviolariteの活性向上
    • 1.4 分光学的手法による反応メカニズムの解明
  • 2.重回帰分析を用いた活性パラメータの抽出
    • 2.1 各種金属硫化物の合成ならびにキャラクタリゼーション
    • 2.2 各金属硫化物の電気化学的二酸化炭素還元活性
    • 2.3 重回帰分析を用いた活性パラメータの抽出
    • 2.4 金属電極との比較
第3節 CO2水素化触媒の分子設計と反応場構築
  • 1.金属/配位子協働作用に基づく水素化触媒分子設計
    • 1.1 プロティックアミン配位子がもたらす特異な触媒機能
    • 1.2 Ru-MACHO錯体による極性官能基の還元
    • 1.3 ギ酸アミドを経由するCO2水素化反応によるメタノール合成
  • 2.均一系銅水素化触媒の開発と不均一系触媒設計への展開
    • 2.1 均一系銅触媒を用いるCO2の水素化反応によるギ酸合成
      • 2.1.1 銅塩/DBU二元系触媒の開発
      • 2.1.2 アミジン-銅錯体の合成と水素化触媒としての利用
    • 2.2 アミジン修飾高分子を活用する不均一系銅触媒反応場の構築
      • 2.2.1 アミジン修飾高分子における銅ナノ粒子の形成
      • 2.2.2 高分子担持銅ナノ粒子触媒によるCO2の水素化反応
第4節 低温でCO2水素化による高選択的メタノール合成が可能な触媒の開発
  • 1.CO2から間接的なメタノールへの変換
  • 2.CO2からメタノールへの変換
第5節 遷移金属錯体を用いるカルボン酸からアルコールへの触媒的水素化変換
  • 1.均一系触媒によるカルボン酸の水素化反応の歴史と変遷
  • 2.平面四座配位子を有するイリジウム (Ir) 錯体を用いたカルボン酸の触媒水素化反応の新展開
    • 2.1 PNNP四座配位子を有するカチオン性Ir錯体 (Ir-1) によるカルボン酸の触媒的水素化反応
    • 2.2 PNCP四座配位子を有する中性イリジウム (Ir) 錯体 (Ir?2) によるカルボン酸の触媒的水素化反応
      • 2.2.1 触媒前駆体錯体Ir-2の分子設計と発現する触媒活性について
      • 2.2.2 量子化学計算を用いたIr-2の触媒活性に関する理論的説明
第6節 CO2を利用したプロパン酸化脱水素に有効な触媒開発
  • 1.多元素合金触媒の設計指針
  • 2.Pt-Co-In/CeO2の構造解析
  • 3.Pt-Co-In/CeO2の触媒性能
  • 4.反応機構に関する検討
第7節 二酸化炭素を高効率で、ギ酸シリルに変える触媒の開発
  • 1.金属錯体触媒による二酸化炭素とヒドロシランの反応
    • 1.1 Cu錯体触媒を用いるCO2のヒドロシリル化反応
    • 1.2 Cu錯体触媒によるヒドロシリル化反応の反応機構
  • 2.有機分子触媒による二酸化炭素とヒドロシランの反応
    • 2.1 ギ酸アルキルアンモニウム塩を用いるCO2のヒドロシリル化反応
    • 2.2 ギ酸アルキルアンモニウム塩によるCO2ヒドロシリル化の反応機構
    • 2.3 アンモニウム塩固定化触媒を用いるCO2のヒドロシリル化反応
第8節 銅表面を成長点として均一に有機膜修飾されたCO2還元触媒の開発
  • 1.Cuを電解触媒とするCO2還元の最近の動向
    • 1.1 Cu表面で進行するCO2還元
    • 1.2 電極界面上でのCO2還元の特徴
    • 1.3 銅表面の有機物修飾によるCO2還元性能の向上
  • 2.Cu表面を成長点として均一に有機膜で被覆されたCO2還元触媒
    • 2.1 銅電極の酸化掃引によるOn-surface CuAACを用いた有機膜修飾
    • 2.2 Cu2Oナノキューブ上での有機膜修飾
第9節 二酸化炭素の有効利用のためのチタン酸塩微結晶光触媒の開発
  • 1.光触媒的二酸化炭素還元反応
  • 2.チタン酸カルシウム光触媒
    • 2.1 溶融塩法により調製したチタン酸カルシウム光触媒
    • 2.2 チタン酸カルシウム光触媒の粒子径効果
    • 2.3 複合化による高活性化
    • 2.4 一酸化炭素と過酸化水素の同時生成
  • 3.チタン酸カリウム光触媒
    • 3.1 チタン酸ナトリウム光触媒
    • 3.2 二元助触媒添加チタン酸カリウム光触媒

第4章 CO2の有用化学品の合成に向けた変換プロセスの設計、開発

第1節 ケミカルルーピングを利用した二酸化炭素の再資源化技術
  • 1.CO2アシスト型アルカン脱水素 (CO2-ODH) へのケミカルルーピングの応用
  • 2.逆水性ガスシフト (RWGS) へのケミカルルーピングの応用
    • 2.1 低温RWGS-CLの実現に向けた新規OC材の開発
    • 2.2 CO2転化率に着目したOC材の開発
第2節 二酸化炭素と水素を原料とした一酸化炭素製造プロセスの低温化
  • 1.酸素欠損型モリブデン酸化物触媒の構造と物理化学的特性
  • 2.低温域でのRWGS反応
  • 3.光照射下でのRWGS反応
第3節 イオン液体修飾電極による電気化学的二酸化炭素変換反応
  • 1.イオン液体修飾電極
    • 1.1 イオン液体を利用した電気化学的二酸化炭素の還元反応
    • 1.2 イオン液体修飾電極
  • 2.イオン液体修飾電極による二酸化炭素還元反応
    • 2.1 ANHを内包したイオン液体修飾電極の作製と評価
    • 2.2 ANHを内包したイオン液体修飾電極による二酸化炭素還元反応の評価
  • 3.表面増強赤外スペクトル法によるイオン液体修飾電極上での二酸化炭素還元反応中間体の追跡
    • 3.1 in situ SEIRAS測定による修飾されたイオン液体、および内包されたイミダゾールの挙動追跡
    • 3.2 in situ SEIRAS測定による未修飾のAu電極上での修飾されたイオン液体、および内包されたイミダゾールの挙動追跡
第4節 貴金属・希少金属を用いないCO2からギ酸への高効率な変換
  • 1.CO2変換の手法
    • 1.1 CO2の有用性
    • 1.2 CO2変換の手法
  • 2.光触媒によるCO2のギ酸への変換
    • 2.1. 光触媒の種類
      • 2.1.1 均一系光触媒
  • 3.貴金属・希少金属を用いないCO2からギ酸への高効率な光触媒
    • 3.1 金属-有機構造体を用いた普遍元素のみからなるCO2変換光触媒
    • 3.2 金属-有機構造体を用いた普遍元素のみからなる高活性・高選択的CO2変換光触媒
    • 3.3 KGF-9の結晶構造と基本物性
    • 3.4 KGF-9によるCO2変換反応生成物の選択性
    • 3.5 KGF-9によるCO2変換光触媒活性の波長依存性
第5節 CO2の電解還元で生成したギ酸水溶液からの濃縮精製技術
  • 1.背景
    • 1.1 ギ酸の用途
    • 1.2 ギ酸濃縮精製の困難さ
  • 2.ゼオライト分離膜を用いた単離・濃縮精製システムの構築
    • 2.1 ゼオライト分離膜
    • 2.2 単離・濃縮精製システムの概要
  • 3.模擬CO2電解還元液を用いた実証試験
    • 3.1 ゼオライト分離膜による電解質除去
    • 3.2 ゼオライト分離膜によるギ酸の脱水濃縮
    • 3.3 電解質除去・脱水濃縮の連続操作によるギ酸濃縮精製
第6節 金属触媒による二酸化炭素の資源化
  • 1.二酸化炭素電解還元のセルと水溶液の重要性
  • 2.表面形状
  • 3.結晶面
  • 4.複数金属種から構成される金属触媒電極
第7節 ダイヤモンド電極を用いたCO2の電解還元
  • 1.CO2の電解還元
  • 2.ダイヤモンド電極のCO2電解還元への適用
  • 3.ダイヤモンド電極によるCO2還元
    • 3.1 ギ酸の生成
    • 3.2 一酸化炭素の生成
    • 3.3 電極前処理 (電極活性化) の効果
  • 4.電解セルのスケールアップおよび間欠還元法によるCO2還元
第8節 二酸化炭素を炭素源とする炭素骨格形成反応の開発
  • 1.ニッケル触媒作用による二酸化炭素の活性化と触媒反応への応用
    • 1.1 ニッケル触媒を用いた不飽和炭化水素と二酸化炭素のカップリング反応
    • 1.2 二酸化炭素によるカルボニル-エン反応
    • 1.3 極性転換反応を利用したカルボアニオンを求核剤とするカルボン酸合成
  • 2.銅触媒による二酸化炭素の挿入反応
    • 2.1 末端アルキンに対する二酸化炭素の位置及び立体選択的カップリング
第9節 水素吸蔵合金を用いたCO2転化反応
  • 1.水素吸蔵合金の基礎
    • 1.1 水素吸蔵合金とは
    • 1.2 水素吸蔵合金の特徴
    • 1.3 水素吸蔵合金の熱力学
  • 2.水素吸蔵合金を用いたCO2転化反応
    • 2.1 一般的なCO2転化反応の基礎
    • 2.2 水素吸蔵合金のCO2転化反応
      • 2.2.1 AB5型合金
      • 2.2.2 Pd
      • 2.2.3 A2B型合金
      • 2.2.4 AB型合金
      • 2.2.5 AB2型合金
第10節 CO2-水二相システムによる単糖類からの5-HMF合成プロセス
  • 1.CO2-水二相システムによるフルクトースからの5-HMF合成
    • 1.1 実験
    • 1.2 モデル
    • 1.3 結果と考察
  • 2.固体触媒存在下におけるCO2-水二相システムによるフルクトースからの5-HMF合成
    • 2.1 実験
      • 2.1.1 回分式反応
      • 2.1.2 半回分式反応
    • 2.2 モデル
    • 2.3 結果と考察
      • 2.3.1 回分式反応
      • 2.3.2 半回分式反応

第5章 CO2を原料とした有用化学品の合成、製造、生産技術

第1節 化学産業におけるCO2の排出量削減とCO2からの化学品の製造
  • 1.化学品の製造
    • 1.1 化学品の重要性
    • 1.2 化学品の製造原料
    • 1.3 化学品製造のためのエネルギー
  • 2.化学品製造におけるCO2排出と排出量の削減
    • 2.1 CO2の排出
    • 2.2 CO2排出量の削減
    • 2.3 エネルギー源の転換と反応熱・廃熱の有効利用
  • 3.CO2からの化学品製造
  • 4.CO2の炭素源としての利用
    • 4.1 CO2を炭素源として利用する前提
    • 4.2 CO2からのCO・メタノール・エタノール・エチレン等の合成
    • 4.3 CO2と水素からのメタノール合成
  • 5.カーボンリサイクルの可能性/廃プラからCO2経由でのプラスチック合成
第2節 酵素を利用した二酸化炭素資源化反応
  • 1.還元反応によるCO2資源化
    • 1.1 ギ酸の合成
    • 1.2 メタノールの合成
    • 1.3 エタノールの合成
    • 1.4 一酸化炭素の合成
    • 1.5 還元的C-C結合形成による資源化
  • 2.還元反応によらないCO2資源化
  • 3.固定化酵素の利用
第3節 ポリウレタンを有機分子触媒として用いる環状カーボネートの合成
  • 1.ポリウレタンを触媒とするエポキシドと二酸化炭素の環付加反応
    • 1.1 触媒量のポリウレタン (PU) を用いたエポキシドと二酸化炭素の環付加反応
    • 1.2 ポリウレタンを触媒とする環付加反応へ反応条件のおよぼす影響
    • 1.3 ポリウレタンの再利用による触媒能の評価
  • 2.ポリ (ヒドロキシウレタン) (PHU) を触媒とするエポキシドと二酸化炭素の環付加反応
    • 2.1 二酸化炭素を原料の一部とするポリウレタン (PHU) について
    • 2.2 ポリウレタン (PHU) を用いたエポキシドと二酸化炭素の環付加反応
    • 2.3 触媒量のPHUを用いた種々の置換基を持つエポキシドと二酸化炭素の環付加反応
    • 2.4 PHUを用いて得られた環状カーボネートをモノマーとするPHUの合成 (ポリウレタン材料の自己生成)
    • 2.5 ポリウレタンを触媒として用いた環状カーボネート合成の反応機構
第4節 二酸化炭素を用いる五員環カーボナート構造を持つポリマーの合成
  • 1.二酸化炭素を用いる五員環カーボナートの合成
  • 2.五員環カーボナートの性質
  • 3.五員環カーボナート構造をもつポリマーの合成
  • 4.環状カーボナート構造をもつポリマーの性質
第5節 水素酸化細菌によるCO2原料での生分解性ポリエステル共重合体の生産
  • 1.CO2を固定化する生物
    • 1.1 光合成生物と化学合成独立栄養生物
    • 1.2 水素細菌とその利用
    • 1.3 CO2固定化機構
  • 2.水素細菌の培養法
    • 2.1 培地調製
    • 2.2 平板培養
    • 2.3 フラスコでの液体培養
  • 3.水素細菌による共重合PHAの生合成
    • 3.1 P (3HB) の生合成
    • 3.2 糖質からのP (3HB-co-3HHx) の生合成
    • 3.3 CO2からのP (3HB-co-3HHx) の生合成
    • 3.4 CO2原料での共重合ポリエステル生合成に関する動向
第6節 二酸化炭素を原料とするポリウレタン原料の合成
  • 1.ポリウレタンの合成プロセス
  • 2.CO2を原料とする炭酸エステル合成
  • 3.CO2とTEOSとの反応によるDEC合成プロセス
  • 4.DEC合成の反応機構
  • 5.副生成物の再生
第7節 バイオマス・二酸化炭素を原料とした有用有機化合物の合成
  • 1.バイオマスからのジオールの合成
    • 1.1 炭素—酸素結合水素化分解と水素を還元剤とする脱酸素脱水反応
    • 1.2 バイオマス由来1,6-ヘキサンジオールの合成
    • 1.3 バイオマス由来1,5-ペンタンジオールの合成
    • 1.4 バイオマス由来1,4-ブタンジオールの合成
  • 2.二酸化炭素とジオールからの脂肪族ポリカーボネートの合成
第8節 遺伝子組換えシアノバクテリアによる二酸化炭素からのエチレン生成
  • 1.実験方法
    • 1.1 酵素複合体発現ベクターpUC303-SOC2の構築
    • 1.2 組換えシアノバクテリアで発現させた酵素複合体構成タンパク質の解析
    • 1.3 組換えシアノバクテリアのエチレン合成能の測定
  • 2.結果
    • 2.1 組換えシアノバクテリアによる酵素複合体構成タンパク質の共発現
    • 2.2 酵素複合体化によるエチレン合成効率の比較
  • 3.結論
第9節 金属錯体による窒素分子と二酸化炭素を原料とした含窒素有機化合物の合成
  • 1.窒素分子と二酸化炭素からヒドラジン誘導体の合成
  • 2.窒素分子と二酸化炭素からイソシアネート誘導体の合成
第10節 CO2の水素化反応によるギ酸の合成のための金属触媒
  • 1.塩基性層状複水酸化物担持シングルサイトRu触媒
  • 2.PdAg合金ナノ粒子担持TiO2触媒
  • 3.PdAg合金ナノ粒子担持TiO2触媒のZIF-8修飾効果
  • 4.GaOx修飾Pdナノ粒子触媒
  • 5.PdAg担持親水性窒素ドープカーボンシリカ
第11節 均一系錯体触媒を活用する二酸化炭素を用いたカルボン酸とその誘導体の合成
  • 1.銅触媒を用いるヒドロカルボキシル化反応
  • 2.銅触媒を用いるシラカルボキシル化反応
  • 3.ニッケル触媒を用いる塩化アリールのカルボキシル化反応
  • 4.コバルト触媒を用いる炭素-酸素結合の切断を経るカルボキシル化反応
  • 5.コバルト触媒を用いるカルボキシ亜鉛化反応
第12節 高温高圧二酸化炭素を用いる尿素化合物の合成
  • 1.尿素、尿素化合物について
  • 2.尿素化合物の合成検討
  • 3.バイオマス由来原料からのポリ尿素の合成検討
第13節 二酸化炭素を炭素源とした光合成微生物による細胞プラスチックスの開発
  • 1.プラスチックスをとりまく背景
  • 2.細胞プラスチックス
    • 2.1 細胞プラスチックスの発想
    • 2.2 素材としての単細胞緑藻
    • 2.3 細胞プラスチックスの実際
      • 2.3.1 有機薄膜/緑藻複合体
      • 2.3.2 ポリブチレンサクシネート/緑藻複合体
      • 2.3.3 ポリビニルアルコール/緑藻複合体
      • 2.3.4 デンプン/緑藻複合体
第14節 シアノバクテリアを利用した二酸化炭素からの有用物質生産技術
  • 1.バイオ産業におけるシアノバクテリアの優位性
  • 2.炭素フラックスの経路最適化とCO2固定効率の向上
    • 2.1 目的物質への炭素フラックスの最適化
      • 2.1.1 アルコールとアルデヒドの生産
      • 2.1.2 有機酸の生産
      • 2.1.3 カロテノイドの生産
    • 2.2 CO2固定効率・光合成効率の向上

第6章 CO2を利用した燃料の製造技術と取組み

第1節 二酸化炭素を活用した液体燃料の合成技術
  • 1.FT反応および同反応に活性を示す触媒系
  • 2.FT反応におよぼす二酸化炭素の影響
    • 2.1 二酸化炭素がFT反応に与えるマイナス効果
    • 2.2 二酸化炭素がFT反応に与えるプラス効果
  • 3.二酸化炭素供給時のCo/SiO2触媒の反応特性と触媒性能改善
    • 3.1 二酸化炭素を併給したときのCo/SiO2触媒表面の考察
    • 3.2 二酸化炭素供給下におけるCo/SiO2触媒の連鎖成長改善
  • 4.今後の展開
第2節 二酸化炭素の水素還元による高品質輸送用液体燃料の合成
  • 1.二酸化炭素から炭化水素への水素還元反応
  • 2.亜臨界流体の効果
  • 3.ゼオライト種類の効果
第3節 高温太陽熱を熱源として駆動する二段階熱化学サイクルによる二酸化炭素の燃料化技術
  • 1.高温太陽熱による二段階熱化学サイクル
  • 2.ペロブスカイト酸化物による二段階熱化学サイクル
  • 3.本研究室におけるLSM系ペロブスカイトの酸化還元反応性の評価
第4節 二酸化炭素の電気化学還元による炭化水素ガスへの転換
  • 1.単結晶銅薄膜電極上でのCO2の電気化学還元による炭化水素ガス生成
    • 1.1 ヘテロエピタキシャル成長による単結晶銅薄膜の作製
    • 1.2 剥離した単結晶銅膜上でのCO2の電気化学還元
  • 2.銅-ニッケル積層電極上でのCO2から炭化水素ガスへの電気化学転換
    • 2.1 銅-ニッケル積層膜の構造評価
    • 2.2 銅-ニッケル積層電極上でのCO2の電気化学還元反応
第5節 二酸化炭素からのジメチルエーテル合成技術
  • 1.一酸化炭素からのDME合成技術
  • 2.二酸化炭素からのDME合成技術
第6節 メタノール合成反応分離プロセスの開発状況
  • 1.人工光合成プロジェクトについて
  • 2.メタノール合成反応分離プロセスの開発
    • 2.1 メタノール合成反応分離について
    • 2.2 メタノール合成反応分離の開発課題
      • 2.2.1メタノール選択透過膜の開発
      • 2.2.2 接合技術の開発
    • 2.3 反応分離の実証
第7節 リン酸塩電解質による電解セルとルテニウム触媒を組み合わせた水と二酸化炭素からのメタン合成
  • 1.緒言
    • 1.1 水とCO2からの直接CH4合成
    • 1.2 水とCO2からの直接CH4合成の熱力学
  • 2.CH4電解合成のためのリン酸塩電解質による電解セル
    • 2.1 リン酸塩電解質
    • 2.2 電解セルの構造
    • 2.3 CH4化触媒
  • 3.CH4電解合成の特性
    • 3.1 Pd合金水素透過膜型セルによるCH4電解合成
    • 3.2 疎水性PTFEフィルター膜型セルによるCH4電解合成
第8節 ニッケル光触媒を用いた二酸化炭素のメタンへの転換技術
  • 1.研究の背景
    • 2.13CO2から13COを定常的に光生成
    • 3.13CO2から13CH4を定常的に光生成
    • 4.13CO2から13CH4の光生成を分光法で追跡する
  • 5.水を還元剤としても13CO2から13CH4が光生成した
  • 6.密度汎関数計算で光反応過程を探る
  • 7.今後の展望
第9節 バイオメタネーション (カーボンニュートラルメタン)
  • 1.バイオメタネーションとは
    • 1.1 メタネーション反応
    • 1.2 メタネーションの社会動向
    • 1.3 バイオメタネーションとは
  • 2.バイオガスアップグレーディングとしての利用
    • 2.1 「バイオガス」を原料としたバイオメタネーション
    • 2.2 バイオメタネーションシステム
    • 2.3 バイオメタネーション反応を行う微生物
  • 3.バイオメタネーションの技術的課題
    • 3.1 リアクタ能力の現状
    • 3.2 性能向上因子1:水素溶解効率
      • 3.2.1 水素溶解促進因子:圧力PGH2
      • 3.2.2 水素溶解促進因子:気液界面積a
      • 3.2.3 水素溶解促進因子:気液界面積kL
    • 3.3 性能向上因子2:ガス滞留時間と混合特性
      • 3.3.1 ガス滞留時間 (GRT)
      • 3.3.2 気相部のガス流動方法
    • 3.4 バイオメタネーションリアクタ開発の方向性
  • 4.ラボスケールでの実験例
第10節 カーボンニュートラル燃料のモビリティへの活用
  • 1.カーボンニュートラル燃料の種類
    • 1.1 e-fuel
      • 1.1.1 e-fuelの定義
      • 1.1.2 e-fuelの課題
    • 1.2 バイオマス燃料
      • 1.2.1 バイオエタノール
      • 1.2.2 バイオディーゼル
    • 1.3 化石燃料由来のCN燃料
  • 2.カーボンニュートラル燃料の必要性
    • 2.1 既販車のCO2低減
    • 2.2 航空機のCO2低減
    • 2.3 モビリティの航続距離とインフラ活用
    • 2.4 日本の2050年CN達成の必須条件
  • 3.モビリティへのCN燃料活用に向けての実証プロジェクト
    • 3.1 e-fuel実証プロジェクト
      • 3.1.1 自動車業界プロジェクト
      • 3.1.2 欧州連携プロジェクト
      • 3.1.3 ハルオニプロジェクト
    • 3.2 バイオ燃料の実証プロジェクト
      • 3.2.1 バイオエタノールの実証プロジェクト
      • 3.2.2 バイオディーゼルの実証プロジェクト
第11節 微細藻類の二酸化炭素吸収特性と藻類バイオ燃料の開発課題と今後の展開
  • 1.微細藻類
    • 1.1 微細藻類を産業上利用する場合の特長
    • 1.2 微細藻類の産業上の主な利用例
      • 1.2.1 ヘマトコッカス
      • 1.2.2 ナンノクロロプシス
      • 1.2.3 クロレラ
      • 1.2.4 スピルリナ
      • 1.2.5 ボツリオコッカス
    • 1.3 微細藻類を利用する際の欠点
      • 1.3.1 他の生物の侵襲
      • 1.3.2 培養液の分離と処理
  • 2.微細藻類の培養による二酸化炭素吸収
    • 2.1 産業活動により発生した廃棄物としての高濃度二酸化炭素の利用
    • 2.2 純度の高い二酸化炭素の利用
    • 2.3 培養装置の工夫
  • 3.藻類バイオ燃料
    • 3.1 藻類バイオ燃料の開発動向
    • 3.2 藻類バイオ燃料の今後の課題
第12節 CCUメタノールによるCO2削減量の推計
  • 1.CCUシステム・レファレンスシステムの設定
  • 2.生産パターン別CO2排出量
  • 3.CCUメタノール導入シナリオ別CO2削減量

第7章 CO2の直接利用技術

第1節 二酸化炭素を利用した接着技術
  • 1.CAPC法とは
    • 1.1 処理装置
    • 1.2 処理手順
    • 1.3 特徴
    • 1.4 適用範囲
  • 2.CAPC接着物の特徴
    • 2.1 成形性・気孔率・接着強度
    • 2.2 フィルター性能
    • 2.3 多層フィルター
  • 3.応用例
    • 3.1 色素の担持
    • 3.2 酵素の担持
第2節 超臨界二酸化炭素を用いるマイクロ・ナノ粒子コーティング技術
  • 1.コーティング装置と操作方法
    • 1.1 コーティング用芯材とコーティング材
    • 1.2 超臨界二酸化炭素を用いる微粒子コーティング装置
  • 2.超臨界二酸化炭素中のコーティング材の溶解度
  • 3.フェライト微粒子のシリコーンコーティング
第3節 二酸化炭素を用いた洗浄および抽出技術
  • 1.超臨界二酸化炭素の利用技術
    • 1.1 超臨界流体とは何か
    • 1.2 超臨界二酸化炭素の性質
    • 1.3 超臨界二酸化炭素の応用分野
      • 1.3.1 洗浄および不要成分の除去
      • 1.3.2 有用成分の抽出
      • 1.3.3 乾燥
      • 1.3.4 染色・含侵
      • 1.3.5 めっき
      • 1.3.6 粒子合成
      • 1.3.7 その他
  • 2.ドライアイス微粒子噴射による洗浄
    • 2.1 ドライアイス微粒子を用いた洗浄の特徴
    • 2.2 ドライアイス洗浄時の注意点
    • 2.3 ドライアイス洗浄例
第4節 超臨界CO2を利用した機能性多孔質材料の創製
  • 1.超臨界CO2法による新規メソポーラスシリカの創製
    • 1.1 実験方法
    • 1.2 実験結果
  • 2.超臨界CO2法による多孔質担体への薬剤含浸
    • 2.1 実験方法
    • 2.2 実験結果
  • 3.超臨界CO2法による多孔質担体へのイオン液体含浸
    • 3.1 実験方法
    • 3.2 実験結果
第5節 超臨界二酸化炭素を用いた材料の設計
  • 1.高分子の自己組織化を利用した超撥水機能をもつ球状ナノ粒子の製造
    • 1.1 水素結合による直接的自己組織化
    • 1.2 酸—塩基反応による間接的自己組織化
    • 1.3 球状ナノ粒子を用いる表面の超撥水処理
  • 2.急激な圧力変化による2次凝集を利用した多面体型ミクロ粒子の合成
第6節 超臨界二酸化炭素を利用した晶析技術による機能性材料創製
  • 1.超臨界溶体急速膨張法
  • 2.超臨界貧溶媒晶析法
  • 3.超臨界流体利用微細化法
第7節 CO2を冷媒として利用した超低温冷凍システムの特性
  • 1.CO2冷媒
  • 2.冷凍システム概要
    • 2.1 CO2冷凍システム
    • 2.2 蒸発器
      • 2.2.1 水平蒸発器 (比較基準用)
      • 2.2.2 超低温用サイクロン分離・蒸発器 (新技術)
  • 3.評価とシステム特性
  • 4.冷凍システムの特性
    • 4.1 低圧側サイクルの温度特性
    • 4.2 システム特性
    • 4.3 CO2冷凍システムのエクセルギー評価

第8章 CO2の固定化、資源化技術

第1節 二酸化炭素の吸着による再生骨材改質とコンクリートへの適用
  • 1.再生骨材の現状
  • 2.再生骨材改質技術の開発
  • 3.改質再生骨材を用いた再生骨材コンクリートの性質
    • 3.1 使用材料
    • 3.2 圧縮強度やその他特性
    • 3.3 再ASRへの対策の可能性
  • 4.再生骨材コンクリートとしての更なる利用~コンクリートの改質方法の検討~
    • 4.1 再生骨材コンクリートとしての欠陥部とその克服
    • 4.2 新たなコンクリートへの適用
第2節 銀触媒を用いる二酸化炭素の固定化反応
  • 1.銀触媒による二酸化炭素捕捉反応
    • 1.1 プロパルギルアルコール/アミン類の環状炭酸エステルへの変換反応
  • 2.二酸化炭素に対する炭素?炭素結合形成反応
    • 2.1 エノラートとの反応
    • 2.2 アリルシランとの反応
    • 2.3 アルキニルアニリン誘導体との反応
    • 2.4 生物活性化合物合成への適用
    • 2.5 二酸化炭素と求電子剤の連続導入反応
  • 3.二酸化炭素捕捉反応の展開
    • 3.1 常温常圧条件のKolbe-Schmitt型反応
第3節 海中でのCO2固定化技術の研究開発
  • 1.海水を利用したCO2の循環
    • 1.1 海水中での炭酸カルシウム生成
    • 1.2 海水電解を利用した炭酸カルシウムの固定
  • 2.持続的CO2固定化に向けて

執筆者

  • 一般財団法人 エネルギー総合工学研究所 橋﨑 克雄
  • 東京理科大学 本田 正義
  • 東京理科大学 杉本 裕
  • アイシーラボ 室井 高城
  • 八角コンサルティンググループ 八角 克夫
  • 北海道大学 多田 昌平
  • 北海道大学 菊地 隆司
  • 東京工業大学 山口 晃
  • 元 東京工業大学 新井 勝樹
  • 東京工業大学 Aisnada An Niza El
  • 国立研究開発法人 理化学研究所 李 智恩
  • 国立研究開発法人 海洋研究開発機構 北台 紀夫
  • 国立研究開発法人 理化学研究所 中村 龍平
  • 東京工業大学 宮内 雅浩
  • 東京工業大学 榧木 啓人
  • 一般財団法人 電力中央研究所 亘理 龍
  • 国立研究開発法人 産業技術総合研究所 兼賀 量一
  • 国立研究開発法人 産業技術総合研究所 尾西 尚弥
  • 国立研究開発法人 産業技術総合研究所 姫田 雄一郎
  • 名古屋大学 納戸 直木
  • 名古屋大学 斎藤 進
  • 大阪大学 古川 森也
  • 横浜国立大学 本倉 健
  • 広島大学 久米 晶子
  • 京都大学 吉田 寿雄
  • 早稲田大学 柿原 聡太
  • 早稲田大学 渡辺 光亮
  • 早稲田大学 関根 泰
  • 大阪大学 桒原 泰隆
  • 名古屋工業大学 猪股 智彦
  • 東京工業大学 鎌倉 吉伸
  • 関西学院大学 田中 大輔
  • 東京工業大学 前田 和彦
  • 東京電機大学 鈴木 孝宗
  • 九州工業大学 髙辻 義行
  • 慶應義塾大学 栄長 泰明
  • 長崎大学 木村 正成
  • 琉球大学 中川 鉄水
  • 東北大学 渡邉 賢
  • 東北大学 平賀 佑也
  • 三井化学 株式会社 藤田 照典
  • 京都大学 田部 博康
  • 長崎大学 本九町 卓
  • 山形大学 落合 文吾
  • 新潟医科大学 遠藤 剛
  • 近畿大学 田中 賢二
  • 東京工業大学 福居 俊昭
  • 国立研究開発法人 産業技術総合研究所 深谷 訓久
  • 国立研究開発法人 産業技術総合研究所 崔 準哲
  • 東北大学 冨重 圭一
  • 名城大学 神藤 定生
  • 国立研究開発法人 理化学研究所 島 隆則
  • 大阪大学 森 浩亮
  • 京都大学 藤原 哲晶
  • 国立研究開発法人 産業技術総合研究所 川波 肇
  • 東京工科大学 中西 昭仁
  • 東京工科大学 入谷 康平
  • 神戸大学 加藤 悠一
  • 神戸大学 田中 謙也
  • 神戸大学 蓮沼 誠久
  • 住友重機械工業 株式会社 鈴木 崇
  • 北九州市立大学 黎 暁紅
  • 新潟大学 郷右近 展之
  • 福岡大学 吉原 直記
  • 静岡大学 武石 薫
  • 三菱ケミカル 株式会社 坂本 尚之
  • 福岡大学 久保田 純
  • 千葉大学 泉 康雄
  • 大阪工業大学 古崎 康哲
  • 株式会社 SOKEN 古野 志健男
  • 株式会社 IHI 田中 浩
  • 一般財団法人 電力中央研究所 坂本 将吾
  • 国立研究開発法人 産業技術総合研究所 相澤 崇史
  • 静岡大学 佐古 猛
  • 静岡大学 岡島 いずみ
  • 株式会社 アイテック 鈴木 慎悟
  • 広島大学 宇敷 育男
  • 豊橋技術科学大学 吉田 絵里
  • 金沢大学 内田 博久
  • 同志社大学 山口 博司
  • 芝浦工業大学 伊代田 岳史
  • 慶應義塾大学 山田 徹
  • 静岡大学 須田 聖一

出版社

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お問い合わせ

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体裁・ページ数

A4判 487ページ

ISBNコード

978-4-86104-972-9

発行年月

2023年7月

販売元

tech-seminar.jp

価格

80,000円 (税別) / 88,000円 (税込)

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