植物由来?生分解性物質を利用したCO?削減技術を発明 ―CO?地中貯留?鉱物固定をよりいっそう安全?安心?効率的に―

2024年11月18日 11:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇大学院环境科学研究科　助教　王佳婕

【発表のポイント】

鉱物の溶解を促进し、金属イオンを捕捉する植物由来?生分解性キレート剤^（注¹^）を利用した二酸化炭素（颁翱₂）地中贮留?鉱物固定^（注²^）の促进法を発明しました。
地下の岩石层の鉱物を溶解して孔隙を形成し、孔隙の量と连结性（颁翱₂贮留空间）を増大させるとともに浸透性（颁翱₂の圧入性）を改善できます。
キレート剤を含む海水に颁翱₂を溶け込ませて贮留すれば、孔隙を形成しながら、颁翱₂と同时に炭酸塩鉱物の形成に必要な金属イオンも贮留できます。

【概要】

地球温暖化の原因物质である大気中颁翱₂の削减に向けて、近年、颁翱₂と反応して炭酸塩鉱物を形成するカルシウム等の金属元素に富む玄武岩などの岩石层を用いた颁翱₂地中贮留が世界的に注目されています。しかし、颁翱₂地中贮留の地下环境は通常、低温で反応性に乏しいうえ、地下の孔隙の量や连结性あるいは浸透性も十分に大きいとは限りません。これらの课题を解决する技术が必要です。また颁翱₂を水に溶かしこんで贮留する方式では、海水の使用が望まれますが、海水中の金属イオンと颁翱₂の反応を颁翱₂の贮留が完了するまで一时的に抑制する技术も必要です。

东北大学大学院环境科学研究科の王佳婕（オウ?カショウ）助教、堰合涼太大学院生（研究当時）、田村諒太大学院生、渡邉則昭教授は、鉱物の溶解を促进し、金属イオンを捕捉する植物由来?生分解性キレート剤を利用してこれらの課題を解決する技術を考案し、室内実験によりその実現可能性を実証しました（PCT/JP2023/033026）。本技術は、安全?安心?効率的なCO₂地中贮留?鉱物固定の実现を通じて、世界の低炭素化へ贡献することが期待されます。

本研究成果は2024 年11月15日付でScience Advancesに掲載されました。

図1. 植物由来?生分解性キレート剤を利用したCO₂地中贮留?鉱物固定促进法。

【用语解説】

注1　キレート剤：金属错体の形成に用いる配位子の一种。配位子は、配位原子と呼ばれる酸素や窒素のような非共有电子対を持った原子を含み、この配位原子が金属イオンと直接结合する。配位原子を一つだけ持つ配位子を単座配位子、复数个持つものを多座配位子と言い、后者がキレート剤。金属イオンとの结合の安定性は、単座配位子よりも多座配位子であるキレート剤の方が安定。

注2　二酸化炭素（颁翱₂）地中贮留?鉱物固定：発電所や化学工場などから排出されたCO₂を分离して集め、地中深くの岩石层中の孔隙に圧入?贮留し、さらに、岩石中の鉱物と水ならびに颁翱₂が関与して炭酸塩鉱物が形成される化学反応を利用して颁翱₂を鉱物として固定すること。

【论文情报】

タイトル：颁翱₂ capture, geological storage, and mineralization using biobased biodegradable chelating agents and seawater
著者： Jiajie Wang*、 Ryota Sekiai、 Ryota Tamura、 Noriaki Watanabe*
*責任著者：東北大学大学院環境科学研究科　助教　王佳婕
　　　　　東北大学大学院環境科学研究科　教授　渡邉則昭
掲載誌：Science Advances
顿翱滨：

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