3つの社会問題 (鉄のリサイクル・CO2削減・水素供給) を一挙に解決
即効性のある温室効果ガス削減策として期待、水素製造技術としても有望
独立行政法人物質・材料研究機構
NIMSの材料研究所は、温室効果ガスとして問題になっている二酸化炭素を、鉄などの金属に効果的に吸収・固定させる新技術を開発した。
概要
- 独立行政法人物質・材料研究機構 (理事長 : 岸 輝雄) 、材料研究所の江場 宏美 研究員らは、温室効果ガスとして問題になっている二酸化炭素を、鉄などの金属に効果的に吸収・固定させる新技術を開発した。金属として1キログラムの鉄を用いた場合、約450リットル (790グラム) の二酸化炭素を吸収・固定化できる。
- 金属の中でも鉄は地球上の存在量がアルミニウムに次いで多く、鉄鋼やステンレスとして広く用いられている。このため、スクラップ鉄の発生も膨大な量となっているが、一方でリサイクルの方法などにはまだ課題が残っている。本技術を用いると、増大するスクラップを有効活用しつつ二酸化炭素の固定を進めることができ、温室効果ガス削減と廃棄物処理、資源の有効活用を同時に実現できる。
- 二酸化炭素を吸収する材料としては、吸収量の高いセラミックス系材料 (珪酸リチウム : Li4SiO4、チタン酸二バリウム : Ba2TiO4) が開発されているが、本技術は従来法と比べて重量あたりの吸収量が格段に大きく、かつ単純な金属であるため材料としての製造コストも安く、スクラップを利用すれば原料費も低減できる。
- さらに、二酸化炭素が固定化されると同時に、同容積の水素が気体となって発生するという副次的効果があり、今後燃料電池の普及とともに需要が拡大する水素を効率的に供給する技術としても期待される。
図2 鉄による二酸化炭素吸収と水素発生の時間変化. 容積65mlのボールミル装置に0.4gの鉄と1気圧の二酸化炭素、2mlの水を入れ、室温において毎分200回転の回転運動を加えることで二酸化炭素を吸収。二酸化炭素と入れ替わりに同容積の水素が生成。
図5 発生し続ける二酸化炭素をスクラップ鉄を利用して炭酸塩として固定できる。温室効果ガス削減だけでなく、廃棄物処理問題の解決にもつながる。
