最新高性能メタネーション製造方法及び装置

彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救ったと伝えら
れる招き猫と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え。（戦国時代の軍団編成の
せて生まれたキャラクタ「ひこにゃん」。

2050年までにカーボンニュートラルを実現すると表明した国は、全世界で125カ
国・1地域に及ぶ（2021年4月末時点）。その実現には、二酸化炭素（CO2）の排
出を削減することに加えて、既に大気に存在しているCO2の除去・再利用を含め
た総合的なアプローチが不可欠だ。その中でもCO2を資源ととらえ、排ガスや大
気中から回収して燃料やさまざまな製品に再利用する技術（CCU: Carbon dioxide
Capture and Utilization）が注目されている。その中でもより効率的なプロセスが 
求められる低濃度CO2の資源化は大きな課題だ。
産総研は、独自に開発した触媒を用いることで、希薄な濃度のCO2から直接メタ
ンを合成する新たな触媒プロセスの開発に成功した。その成果から発展して、遷
移金属を用いない触媒で、一酸化炭素と水素の混合ガスである合成ガスを直接生
成する技術を開発。大気中レベルの低濃度CO2を原料としてメタンや合成ガスを
製造することが可能となり、将来の合成燃料や有用化学品製造への展開も視野に
入ってきた。
これらの触媒開発に加えて、周辺プロセスの効率化・大型化も進めており、この 
技術の社会実装に向けて、企業との共同研究にも着手し、カーボンニュートラル 
社会の構築に向けて、前進を続けている。 

※050年までにカーボンニュートラルを実現すると表明した国は、全世界で125カ
国・1地域に及ぶ（2021年4月末時点）。その実現には、二酸化炭素（CO2）の排
出を削減することに加えて、既に大気に存在しているCO2の除去・再利用を含む
総合的なアプローチが不可欠。その中でもCO2を資源ととらえ、排ガスや大気中
から回収して燃料やさまざまな製品に再利用する技術（CCU: Carbon dioxide
 Capture and Utilization）が注目されている。その中でもより効率的なプロセスが
}求められる低濃度CO2の資源化は大きな課題。
産総研は、独自に開発した触媒を用いることで、希薄な濃度のCO2から直接メタン
を合成する新たな触媒プロセスの開発に成功した。その成果から発展して、遷移
金属を用いない触媒で、一酸化炭素と水素の混合ガスである合成ガスを直接生成
する技術を開発。大気中レベルの低濃度CO2を原料としてメタンや合成ガスを製
造することが可能となり、将来の合成燃料や有用化学品製造への展開も視野に入
ってきた。
これらの触媒開発に加えて、周辺プロセスの効率化・大型化も進めており、この
技術の社会実装に向けて、企業との共同研究にも着手し、カーボンニュートラル
社会の構築に向けて、前進を続けている。

※大気中の二酸化炭素から資源を生み出す - 産総研
※特開2015-196619(P2015-196619A)　二酸化炭素固定システム
※特開2023-017750 メタネーション反応触媒担体用のセラミックハニカム構造体
、およびその製造方法
【概要】

例えば、特許文献１には、金属製またはセラミックス製ハニカム基材に触媒構成
成を含む水溶液を塗布する工程と、乾燥させる工程と、中和する工程と、８０～
２００℃で乾燥する工程と、２００～７００℃で焼成する工程と１００～７００
℃で還元する工程からなる一酸化炭素メタネーション用のハニカム触媒の製造方
法が開示されている。また、例えば、特許文献２には、多孔質の隔壁で区画形成
されたハニカム構造部と、複数の目封止部を備え、ハニカム構造部の中心部分に
存在するセルの集まりから構成される第一のセル群と、第一のセル群を取り囲む
セルの集まりから構成される第二のセル群を有し、前記第一のセル群が、前記流
入側端面の側の端部に前記目封止部が配置され且つ前記排出側端面の側の端部に
前記目封止部が配置されていない前記セルと、前記排出側端面の側の端部に前記
目封止部が配置され且つ前記流入側端面の側の端部に前記目封止部が配置されて
いない前記セルとが、前記隔壁を隔てて交互に並ぶように構成され、前記第二の
セル群が、前記排出側端面の側の端部に前記目封止部が配置され且つ前記流入側
端面の側の端部に前記目封止部が配置されていない前記セルからなるように構成
された、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される粒子状物質を捕集する
フィルタ用の目封止ハニカム構造体が開示されている。
特許文献２に記載された方法により製造されたハニカム構造体を用いれば、排ガ
スの温度が変化して、目封止ハニカム構造体の中心部分と外周部分との間で大き
な温度差が生じてもクラックの発生が抑制されるフィルタを得ることができると
記載されている。
【特許文献１】 特開２００７－２５２９９１号
【特許文献２】 特開２０１３－１６３１５５号
【要点】
下図１多孔質のセラミックスで構成された隔壁により囲まれた断面形状が多角形
状である複数のセルが、隣接して平行に設けられたセラミックハニカム構造体で
あって、少なくとも一部の前記セルの片側に目封止部を有しており、前記隔壁の
表面に触媒作用を有する触媒活性成分を含む触媒層が形成されていることで二酸
化炭素を主成分とする原料ガスの空塔速度を大きくしても、原料ガスと触媒成分
との接触面積を大きく保持することが可能であると共に、冷媒等によってセラミ
ックハニカム構造体を外周部から冷却する際に効率的な冷却が困難である、セラ
ミックハニカム構造体の中心部における原料ガスの流量を制御するのに好適なメ
タネーション反応用のセラミックハニカム構造体とその製造方法を提供すること。
【選択図】図１

【符号の説明】
１ ：隔壁　Ｖ２ ：セル　３ａ、３ｂ：目封止部　４ ：気孔　５ａ：入口側端
部、５ｂ：出口側端部　６ ：ステンレス鋼製反応管　７ ：石英ウール　８ ：
熱電対　１０：セラミックハニカム構造体

表４．

 
最後に、前記活性化温度におけるメタネーション反応時のハニカム構造体の温度
を測定した。原料ガスはマスフローコントローラーによって、水素：二酸化炭素：
窒素の体積比率を４０：１０：５０、空間速度が２５００／ｈｒとなるように、
全体の流量を６５４ｍｌ/ｍｉｎに設定した。電気炉の温度は、入口におけるガス
温度が前記活性化温度になるように設定した。
各サンプルの上部、中央、下部の温度を前記熱電対により測定し、目封止割合Ｘ
／Ｙが０．００である比較例Ａ´、Ｂ´、Ｃ´と、目封止割合Ｘ／Ｙが１．００
である実施例Ａ、Ｂ、Ｃの最高温度の差を評価した。
表４より、目封止を有する実施例Ａ、Ｂ、Ｃは、目封止を有さない比較例Ａ´、
Ｂ´、Ｃ´よりも最高温度が低く、［目封止セルの数Ｘ］／［開口セルの数Ｙ］
が１．０の場合にハニカム構造体の最高温度が有意に低下することが確認できた。
これは端面セルを交互に目封止することによって、メタネーション反応で最も高
温となりやすい入口端部の熱容量が大きくなり、発熱量を抑制したことと、ハニ
カム構造体の中央部から出口端部までの原料ガスとの接触面積が大きくなり、ガ
ス流れによる除熱効果が大きくなったことで冷却効率が高くなったためである。
また、触媒塗布量が増加するとハニカム構造体の最高温度は低下した。これは、
担持した触媒成分の表面積が増えることでガス流れによる除熱効果が大きくなり、
熱容量が増加したことで温度上昇が抑制されたためである。
以上の実施例より、本発明のハニカム構造体は原料ガスと触媒成分との接触面積
大きく保持し、かつ冷却効率を優位に向上させることが可能であるとわかる。

沖縄県うるま市でAIを用いたモズク生産効率化の実証実験

3月8日、TOPPANグループのDX（デジタルトランスフォーメーション）事業を担
うTOPPANデジタルは、沖縄県うるま市の勝連漁業協同組合とともに、モズク生産
の効率化を目的とした漁業DXソリューションの実証実験を実施する。同社が開発
した「重量管理アプリ」と「品質判定AI（人工知能）アプリ」を用いる。期間は2024年3月1日から同年6月30日まで。
モズク生産効率化の実証実験

沖縄県のモズク生産量は全国の9割以上を占める。中でも、うるま市勝連地域の
水揚げ量は県内では約4割である。TOPPANデジタルは、次世代DX開発拠点を2021
年6月、うるま市に開設した。システム開発事業とともに、地域課題解決への支
援事業を営んでいる。 

重量管理アプリは、水揚げ時、漁師ごとにモズク重量をタブレットへ入力すると、
カゴ重量を自動的に差し引いたうえで正味の重量を計算する仕組みだ。従来は手
計算や手入力で伝票を管理していたが、同アプリを使用することで手計算による
ミス防止やペーパーレス化を見込める。加えて、アプリの入力データをロットご
とに管理するため、モズクの加工工程以降のトレーサビリティー（生産履歴の追
跡）にも役立つという。 
※モズク（モヅク、学名: Nemacystus decipiens）はシオミドロ目ナガマツモ科
に属する褐藻の1種である。柔らかく細長い胞子体と微小な匍匐糸状体である配
偶体の間で異型世代交代を行う。日本では本州から沖縄に分布し、ふつうヤツマ
タモクなどのホンダワラ類（褐藻綱）に着生している（名の由来の一つ、下記参
照）。イトモズクやホソモズク、ハナモズク、ホンモズクとよばれることもある。
モズクの胞子体は食用とされ、養殖もされているが、「もずく、モズク」の名で
流通している海藻の多くは別属のオキナワモズクである。日本では、他にイシモ
ズクやフトモズク、キシュウモズクなども食用とされる。 

❏マイクロLEDを活用した次世代照明器具

３月７日、近年、照明器具がLED化されたことで、瞬時点灯～消灯、多彩な色演出
が可能となり、商業施設や公共施設をはじめとしたさまざまな場所で、ライトア
ップやプロジェクションマッピングなどのライティング演出や、サイネージなど
と連携した複雑な演出が実施されているが、今までの照明器具では、基本的に照
射したい部分に1台の器具が必要になり、複雑な演出を行う場合には、多数の照
明器具や、プロジェクター、ムービングライトなどの専門的な機材が必要であっ
た。今回開発した、マイクロLEDを活用した次世代照明器具では、1台の器具で複
数の対象物を照らすことをはじめ、スマートフォンやタブレットを活用した操作
端末を通して、使用者が簡単かつ自由に複雑な光をコントロールすることが可能
となります。光源は、日亜化学の開発したμPLSで、16,384個の微細なLEDが実装
されています。その一つ一つを当社の照明制御技術で高速に制御し、個々のLEDの
光を照射面に投影することで、これまでにない様々な光のデザインが可能となり
ました。このマイクロLEDを活用した次世代照明器具を使用すれば、店舗の売り
場では、動的な光による多彩な商品演出や、改装時の照射変更を簡単に行うこと
ができます。また、ホテルなどでは、あかりとサインを兼ね備えた照明で宿泊客
を客室に案内するなど、今後さまざまな用途での活用が期待できる。


　風蕭々と蒼き時代





● 今夜の寸評 : 鈍すれば貧する
　　　　　　　  賢明でなければ豊かになれな

キャラがたてば、サザエサンやちびまる子、ドラエモンと同様にロングランが可
能。でもそれができない。

鳥山明ロス

彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救ったと伝えら
れる招き猫と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え。（戦国時代の軍団編成の
せて生まれたキャラクタ「ひこにゃん」。



熱電磁性の複合構造で横型熱電効果を飛躍的に向上
簡便な積層構造で実現、新規熱電デバイスへの応用に期待
3月7日、NIMSは、熱電材料と磁性材料を積層したシンプルな構造を用いて、熱流
と直交方向に電界を生む「横型」熱電効果を飛躍的に増大できること初めて実証。
【要点】
１．NIMSは、熱電材料と磁性材料を積層したシンプルな構造を用いて、熱流直交
  方向に電界を生む「横型」熱電効果を飛躍的に増大できることを世界で初めて
　実証。本成果は、横型熱電効果を利用した新規な環境発電技 術や熱流センサ
　といったデバイス実現に貢献に値する。
２．廃熱などを活用し電気エネルギーを得る熱電変換技術として、ゼーベッ<効
　果を用いた研究が盛んに行われているが、ゼーベック効果は、熱流と電流が平
　行した方向に現れる「縦型」熱電効果であり、複雑な素子構造とそれに起因し
　た耐久性やコスト面の問題が指摘される。一方、磁性材料に特有の熱電現象象
  である異常ネルンスト効果は、熱流と電流が直交方向に現れる「横型」熱電効
  果であるため、素子構造がシンプルになり、新規な発電技術や熱流センサとし
  ての活用が期待されてるが、異常ネルンスト効果で生じる室温での熱電変換性
  能は１Kの温度差当たり10μ率が低い
３．今回、研究チームは、熱電材料と磁性材料を積層し電気的に接触させた極め
　て単純な構造において現れる「ゼーベック駆動横型磁気熱電効果」により、異
　常ネルンスト効果をはるかに超える横型の熱電能を得られることを世界で初め
　て実験的に実証。理論モデルにより横熱電能を増幅する熱電材料と磁性材料の
　膜厚比率を予測し、大きなゼーベック効果を示すシリコン (Si) 上に、膜厚を
　制御した磁性材料鉄ガリウム (Fe-Ga) 薄膜を積層することで、最大で15.2 V
　 /Kの出力を観測しました。これはFe-Ga単体の異常ネルンスト効果 (2.4 μV
　/K) のおよそ６倍もの性能向上に相当。
４．本成果は、熱電材料と磁性材料を接触させただけの極めて単純な二層構造で、　　  横型熱電効果を増大できることを実証したもの、熱電発電技術などの実用デバ
 イスへの汎用性の高さが大きな特徴です。今後は、社会の省エネルギー化に資す
 る熱電発電デバイス応用に向け、実用上求められる体積の大きなバルク材料を含
 めて研究を展開させる。


【掲載論文】
題目 : Direct-contact Seebeck-driven transverse magneto- thermoelec tric generatthermoelectric bilay
著者 : Weinan Zhou, Taisuke Sasaki, Ken-ichi Uchida, Yuya Sakuraba
雑誌 : Advanced Science
掲載日時 : 2024年3月6日
DOI : 10.1002/advs.202308543 

【新錬金術時代】
3月3日。ＮＨＫの「サイエンスゼロ『現代の錬金術!?“多元素合金”』」という
番組が目にとまる。「あれっ！」これはこのブログのサブ・テーマではないたと。
「「多元素合金」！？これまでの技術ではできなかった８つの元素が原子レベル
で混ざった新たな合金をつくることが発見！金属の組み合わせによって、性能が
アップした「触媒」を作ることも可能に！混ぜるカギは、「還元」の速さをそろ 
える霧吹き！？さらに、無数の組み合わせの中から、ＡＩが求める性質を持つ組 
み合わせを予測。新素材の開発が一気に加速する可能性が！脱炭素社会にも貢献
する現代の錬金術に注目です！」と続く。ことののお取り起こりは 2022年2月、
京都 大学大学院理学研究科の北川宏教授が、「8種類の『貴金属Jを全て原子レ
ベルで均一に混合」することに成功したことによる（アメリカの国際学(Journal
 of the American Chemical Society』に報告した。一言ではなかなか伝わりづらい
この研究のスゴさを、北川教授が次のように説明する。 

  アルミニウムや鉄、銅に亜鉛など、金属元素といってもさまざまです。その
  中で、例えば2種類の元素を混ぜ合わせた｢合金｣は1500パターン以上つくるこ
  とができるはずです。しかし｢その大半は原子レベルで混ざり合う事ができる・　　　　
　例えるなら｢水｣と｢油｣。ドレッシングのようなものです。無理に混ぜようと
　激しく振れば一見混ざっているように見えますが、よく見ると水と油はそれ
　ぞれ細かい粒となっているだけで、決して分子レベルで混ざっているわけで
　はありません。私たちがよく知る｢合金｣と呼ばれているものも、実はそのほ
　とんどがドレッシングと同じような状態です。今回実験に用いた｢貴金属｣は、
　金や銀に加え、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウ
　ム、白金(プラチナ)の合計8種類の金属元素のグループです。金や銀を除いた
　元素は、化学反応の｢触媒｣として似た性質を持つ事から、まとめて｢白金族元
　素｣とも呼ばれています。この８種類の貴金属元素も、先程説明したように基
　本的に原子レベルで混ぜ合わせるこに難しいとされています。
　この本来は混ざりにくい8つの貴金属同士を｢人類が合金を利用した5000年の
　中で初めて原子レベルで混ぜ合わせた｣と、その成果を強調します。しかも、
　合成した８つの元素を原子レベルで混ぜ合わせた粒子は、水素を発生させる
　触媒としての性能が、市販の白金触媒の10倍以上という数値を叩き出したと
　いうのだから驚きです。

　混ざらないものを混ぜるには？
　では、どのように｢水と油｣のように混ざり合わないはずの貴金属元素を混ぜ
　合わせたのか。鍵となるのは、金属元素の状態を変化させる方法にあります。
　まず、金属元素を電子が不足した｢イオン｣の状態にし、水に溶かし、この水
　溶液を、熟した有機溶媒（還元性の溶媒）の中に入れると、イオン状態の金
　属元素は瞬時に原子の状態に戻り、金属元素同士で集まる。独自の手法を聞
　発し、イオン化させた異なる種類の金属元素を同時に原子の状態に戻すこと
　で、同じ種類の元素が集まるよりも前に、異なる種類の元素同士が均一に集
　まるような状態をつくりました。この手法を｢非平衡科学的還元法｣と言いま
　す。こうして、本来なら混ざリ合うことのない8種類の金属元素が原子レベ
　ルで均等に混ざりあった、直径数ナノメートルの微細な合金粒子（ナノ粒子
　合金）をつくった。今回、合成した8種類もの貴金属元素を均一に混ぜ合わ
　せたナノ粒子の合金では、ある１つの原子のまわりに、基本的に別の種類の
　元素が配置する。その結果、このナノ粒子合金の内部の状態は、どの貴金属
　とも異なる状態になる。物質の内部の状態が違えば、当然、現れる性質も変
　わる。だからこそ、今回北川教授が合成したナノ粒子合金は、まるで｢新し
　い元素｣と言える。実際、今回合成されだスーパー貴金属元素の水素発生触
　媒｣としての性能は、市販の白金触媒の10倍以上という数値を叩き出す。本
  来なら水素発生触媒の性質を持だない金やオスミウムが混ざっていながら既
  存の触媒よりも高い性能を持っている、という点も興味深いという。異なる
　異る種類の元素を混ぜ合わせた粒子の性質は、必ずしも混ぜ合わせた各元素
　の性質の｢平均値｣になる。これはつまり、今まで触媒として有効活用できな
　いと思われていた金属元素でも、元素の組み合わせ次第では有用な触媒とし
　て活用できる可能性があるということを意味するという。
【掲載論文】
・Noble-Metal High-Entropy-Alloy Nanoparticles: Atomic-Level Insight into the El-
　ectronic Structure
※「新錬金術時代」「人工光合成時代」の事業開発概念は上位概念の「ネオコ
ンバーテック事業」としてブログ提案済で「メタネーション」事業とし10年以
内に実現すると確信していものである。
※北川さんらはノーベル賞を獲得できるでしょう。
※人工知能・ディ－プ・ラーニング・超高度計測装置が前提です。

「ドラゴンボール」「Dr.スランプ」などで知られる漫画界のレジェンド鳥山明
（とりやま・あきら、1955年4月5日 - 2024年3月1日）が急性硬膜下血腫で死去
した。68歳。愛知県出身。享年六十八
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　合掌

1978年に『週刊少年ジャンプ』52号にて読み切り作品『ワンダーアイランド』で
デビュー。集英社との専属契約下で『週刊少年ジャンプ』などジャンプ系列誌に
作品を発表。代表作『Dr.スランプ』『ドラゴンボール』はいずれもテレビアニ
メ化され、1981年から1999年にかけてフジテレビ系列の毎週水曜日19時 - 19時
30分は『Dr.スランプ アラレちゃん』から始まり、『ドラゴンボール』『ドラ
ゴンボールZ』『ドラゴンボールGT』『ドクタースランプ』と、長期に渡り鳥山
原作のアニメが放映されていた。 漫画家としての活動の合間にデザイナーとし
ても活動し、『ドラゴンクエストシリーズ』などのゲームやマスコットのキャラ
クターデザイン、プラモデルや車などのデザインを多数手掛けている。漫画家ュ
ー以来、地元で活動を行っており、Dr.スランプ単行本の描きおろしページ<によ
ると、当時は名古屋飛行場（小牧空港）から航空便で東京に原稿を送っていた。1980年から1990年代の『（週刊少年）ジャンプ』の全盛期を支えた立役者であり、当時編集長を務めた西村繁男は、「『週刊少年ジャンプ』発行部数600万部達成
の快挙は、鳥山明の破壊的なパワーを借りて初めて実現し得たことは、誰も否定
できないだろう」と評価している。『Dr.スランプ』と『ドラゴンボール』,2024年
の現在でもコマーシャルに起用されたりグッズが作られるなど人気を博してる。 

　　風蕭々と蒼い時

● 今夜の寸評 : 鈍すれば貧する
　　　　　　　  賢明でなければ豊かになれない。 

備忘録：３月９日、午前９時小雪降るなか、弔問に老友会代表会長に同伴し、挨拶周りする。会の平均年連九十四歳、物故者男子二名（享年九十一、七十三）地
縁者とはいえ疎遠がちであったが吉岡輝一郎さんには大変お世話になり（昨年、
プロシードアリーナがも事竣工し地縁力を高めて頂いたこに感謝申し上げます。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　合掌