エネルギーと環境 161

彦根藩二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
代の井伊軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと
）と兜（かぶ と）を合体させて生まれたキャラクタ－。 

✳️ 大雨などで市内全域が氾濫の恐れ
埼玉県八潮市は２６日、県道陥没事故に伴い、陥没した穴の近くを通
っていた雨水管が破断し、雨水の排水機能に大きな支障が出ていると
発表した。大雨などの際に市内全域で氾濫が起きる恐れ。市などによ
ると、破断したのは「大正第一幹線」という雨水管の幹線で、２・１
メートル四方のコンクリート製。市北部から市中心部を経由して陥没
地点を通り、市南部の垳川に通じていた。１月２８日の陥没事故で宙
づりになり、同３０日、雨水管自身の重さで崩落した。雨水管などに
よって、同市では１時間あたり約４７ミリまでの雨量に耐えられたと
いう。だが、同幹線が破断して排水機能は大幅に低下。梅雨など雨が
多い時期や大雨の際に、広範囲で浸水被害が起きる可能性があるとい
う。市は、県や国と対策を協議しているが、陥没地点周辺の復旧工事
が進まないと、雨水管の本格復旧も困難とみている。当面は仮設の雨
水管の設置を急ぎ、大雨の際は別の雨水幹線に流れるようにするなど
の応急策を検討し、浸水を食い止める方針。(© 読売新聞)

✳️　医療費４兆円削減合意「国家の殺人予告」

れいわ新選組の大石晃子共同代表は２６日に開かれた衆院予算委員会
で、自民、公明、日本維新の会の３党による合意文書について言及。
３党合意文書には維新の主張として「国民医療費の総額を、年間で最
低４兆円削減することによって、現役世代１人当たりの社会保険料負
担を年間６万円引き下げるとされていることを念頭に置く」と盛り込
まれている。大石氏は「医療費の４兆円削減というのは、国家の殺人
予告。あの財務省ですら、ぺんぺん草も生えないような状況に（金額
を）引いていっても自然増圧縮しかできなくて必死なのに、４兆円の
削減なんて無理ですから」と述べている。自民、公明、維新合意を
結んだことには「万死に値する」とした上で「立憲も似たようなもの
でしょう」と指摘。また、立憲民主党の予算案は約３兆８０００億円
を削減し財源を捻出して物価高対策などに充てる修正案をまとめてい
る「立憲民主党のみなさんあざ笑っている場合はないんですよ。国債
発行は悪だという財務省の国民向けプロパガンダに野党も乗って国債
発行なし縛りで財源を捻出するという変なゲームを一緒になってやっ
ている。国民を救うためには数十兆円規模の財政出動が必要です」、
国の財政にはパネルを持って「消費税がむちゃくちゃ増えている。消
費税を庶民からむしり取って法人税や所得税など、大金持ちの資本家
から取らないといけない税金が下がっている」とし、立憲に対して「
優秀な人たちの頭を全力で使って国債発行なしの財源捻出ゲームみた
い。このことを本気でやっていない」と不満を大石氏は語る。
（東スポWEB ）



✳️　還元・酸化反応の繰り返しでCO2を高効率還元

図1　ケミカルループ方式CO₂還元技術の概要（出所：三菱電機）

三菱電機と東京科学大学らが共同で開発した。独自の酸素キャリア粒
子を用いて［1］CO₂還元反応、［2］水素（H₂）酸化反応、の2つを
別々に繰り返すのが特徴だ。これによってCOが CO₂に戻る反応を抑制
できるため、高いエネルギー効率でCOを得られるとする。具体的には、
［1］でCO₂を酸素キャリア粒子と反応させる。すると、酸素キャリア
粒子がCO₂から酸素を受け取り、COが生成される。［2］では、酸素を
受け取った酸素キャリア粒子を水素（H₂）と反応させる。H₂は酸素キ
ャリア粒子の酸素を受け取り、水（H₂O）が生成される。酸素を手放
した酸素キャリア粒子は、再度［1］に備える。実証実験では、三菱
電機の先端技術総合研究所（兵庫県尼崎市）と東京科学大学（東京・
目黒）において、ラボスケールでCOを生成する。実施期間は、2027
年3月までを予定している。

実験を通して三菱電機は、ガスの切り替えや酸素キャリア粒子の温度
制御を実行するCO₂還元システムを設計・開発する。併せて、制御技
術の向上やシステムのスケールアップのための設計も進める。一方の
東京科学大学は、CO₂還元の原理を検証するほか、酸素キャリア粒子
の合成技術を開発する。さらに、三菱電機は、実証実験で得られた成
果を生かして、CO₂の回収から利用まで一貫して実現できるCCUシステ
ムの構築を図る。同社が取り組むE＆F（エネルギー＆ファシリティー
）ソリューションと組み合わせて、工場などでのCO₂排出量の削減を
推進していく。

🌠 特許第7566173号 酸性ガス還元電極触媒およびそれを用いた酸性
ガス還元装置 三菱電機株式会社
【要約】電極触媒（１００）は、導電性微粒子（２）の表面に活性金
属（１）を付着させた触媒粒子（３）と、酸性ガスを吸着する多孔質
膜（４）と、プロトンを透過する陽イオン交換膜（５）と、表面に、
多孔質膜（４）および陽イオン交換膜（５）が共存する触媒粒子（３）
を、固着させた多孔質の集電体（６）と、を備え、触媒粒子（３）は
多孔質膜（４）で被覆され、陽イオン交換膜（５）で覆われて集電体
（６）の表面に固着される。
　
【符号の説明】  １  活性金属、２  導電性微粒子、３  触媒粒子、４  多
孔質膜、５  陽イオン交換膜、６  集電体、１００、１０１、１０２  電
極触媒。
図１実施の形態１に係る酸性ガス還元電極触媒の構成を示す断面
図２図２Ａから図２Ｃは、実施の形態１に係る酸性ガス還元電極の製
造方法を説明するための断面図

【発明の効果】  本願によれば、酸性ガスを吸着する多孔質体と、プロ
トンを透過する陽イオン交換膜と、が触媒上に共存することで、効率
的に二酸化炭素を還元することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】  導電性微粒子の表面に活性金属を付着させた触媒粒子と、
  酸性ガスを吸着する多孔質粒子と、
  プロトンを透過する陽イオン交換膜と、
  表面に、前記多孔質粒子および前記陽イオン交換膜が共存する前記触
媒粒子を、固着させた、電気導電性の多孔質の集電体と、
を備え、
  前記触媒粒子は、前記陽イオン交換膜で覆われることにより、前記活
性金属が付着した前記触媒粒子の表面に前記多孔質粒子を固着させると
ともに、前記集電体の表面に固着され、
前記多孔質粒子の一部は、前記集電体と接することを特徴とする酸性
ガス還元電極触媒。
【請求項２】  導電性微粒子の表面に活性金属を付着させた触媒粒子と、
  酸性ガスを吸着する多孔質膜と、
  プロトンを透過する陽イオン交換膜と、
  表面に、前記多孔質膜および前記陽イオン交換膜が共存する前記触媒
粒子を、固着させた多孔質の集電体と、
を備え、
  前記触媒粒子は、前記多孔質膜で被覆され、前記陽イオン交換膜で覆
われて前記集電体の表面に固着されたことを特徴とする酸性ガス還元
電極触媒。
【請求項３】  導電性微粒子の表面に活性金属を付着させた触媒粒子と、
  酸性ガスを吸着する多孔質膜と、
  プロトンを透過する陽イオン交換膜と、
  表面に、前記多孔質膜および前記陽イオン交換膜が共存する前記触媒
粒子を、固着させた多孔質の集電体と、を備え、  前記触媒粒子は、前
記陽イオン交換膜を介して前記集電体の表面に固着され、前記多孔質
膜で覆われたことを特徴とする酸性ガス還元電極触媒。
【請求項４】  前記多孔質粒子は、金属塩と有機配位子より合成される
金属有機構造体であることを特徴とする請求項１に記載の酸性ガス還
元電極触媒。
【請求項５】  前記多孔質膜は、金属塩と有機配位子より合成される金
属有機構造体であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載
の酸性ガス還元電極触媒。
【請求項６】  前記多孔質膜は、電気導電性を有し、前記多孔質膜の膜
厚は、０．０１以上、１μｍ以下であることを特徴とする請求項２また
は請求項３に記載の酸性ガス還元電極触媒。
【請求項７】  電解液で満たされた電解槽と、  前記電解槽の中でイオ
ン交換膜を介して対置されたカソード電極およびアノード電極と、  前
記カソード電極と前記アノード電極に接続する電源と、  前記カソード
電極に接するように酸性ガスを導入する導入管と、を備え、  前記カソー
ド電極は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の酸性ガス還
元電極触媒を用いたことを特徴とする酸性ガス還元装置。

【発明の詳細な説明】
【発明を実施するための形態】【００１４】
  実施の形態１．
  図１は、本願の実施の形態１に係る酸性ガス還元電極触媒の構成を示
す断面図である。図１に示すように、電極触媒１００は、導電性微粒
子２の表面に活性金属１を付着させた触媒粒子３、触媒粒子３の表面
を被覆する多孔質部材としての多孔質膜４、多孔質膜４で被覆された
触媒粒子３を固着させた集電体６、集電体６に固着した多孔質膜４で
被覆された触媒粒子３を覆う陽イオン交換部材としての陽イオン交換
膜５、で構成される。

  活性金属１の種類は、特に制約を課すものではないが、金、銀、銅、
ニッケル、パラジウム、白金、亜鉛、インジウム、スズ、コバルト、
ルテニウム、鉄、イリジウムのいずれか１つ以上を含んだ金属塩を用
いる。活性金属１の粒子径は、小さい方がより活性な状態であり、具
体的には直径１０μｍ以下であるのがよく、高い反応性を得るためには
直径１００ｎｍ以下であることが望ましい。
  導電性微粒子２は、反応場を大きくするために比表面積は大きいもの
が望ましく、具体的には５０～２０００ｍ²／ｇの範囲であればよい。
ここで言う導電性微粒子２とは、電気抵抗率は１０Ω・ｃｍ以下である
ものを指す。このような材料としては、カーボンブラックがあり、比
表面積は上記の値を有するものが、活性金属１の担持体としては望ま
しい。 多孔質膜４は、被電気導電性を有し、多孔質膜４の膜厚は、
０．０１μｍ以上、１μｍ以下が望ましい。０．０１μｍ未満の場合は、
酸性ガスの吸着効果が不十分となる。１μｍを超える場合は、電気抵
抗が大きくなるため、効率よく酸性ガスを還元できない。具体的な多
孔質膜４の構成としては、金属イオンと有機配位子によって規則的な
構造を形成する金属有機構造体（ＭＯＦ：Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ
  Ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ）が望ましい。
【００１８】  陽イオン交換膜５は、ほぼプロトンのみを透過する性能
を有するものがよく、例えばナフィオン（商標登録）などが挙げられる
。ナフィオンとは、エタンスルホン酸，２－［１－［ジフルオロ［（
トリフルオロエテニル）オキシ］メチル］－１，２，２，２－テトラ
フルオロエトキシ］－１，１，２，２－テトラフルオロポリマーのこ
とである。【００１９】
  集電体６としては、多孔質の炭素繊維と炭素の複合材料であるカーボ
ンペーパーを用いるのが良い。そのカーボンペーパーの表面は撥水コー
トで、疎水性の処理が施されていてもよい。【００２０】
  この構成により、触媒粒子３の多孔質の集電体６側にある、酸性ガス
である二酸化炭素を吸着する多孔質膜４と、触媒粒子３の集電体６と
は反対側を覆う、プロトンを透過する陽イオン交換膜５と、が触媒上
に共存することで、二酸化炭素とプロトンが両側から供給され、集電
体上で還元反応が起こり、効率的に二酸化炭素を還元することができる。
【００２１】  次に、本願の実施の形態１に係る酸性ガス還元電極触
媒の製造方法について、図２Ａから図２Ｃを用いて説明する。図２Ａ
から図２Ｃは、実施の形態１に係る酸性ガス還元電極触媒の製造方法
を説明するための断面図である。【００２２】
  まず最初に、活性金属１が含まれた金属塩の溶液に導電性微粒子２を
入れて撹拌しながら、還元剤を入れることで、図２Ａに示すような、
活性金属１を付着させた導電性微粒子２を得ることができる。金属塩
は水和物か否かにより、水またはアルコールを溶媒に用いる。活性金
属１は、導電性微粒子２に対して金属質量換算で０．１～５０ｗｔ％
の範囲で付着させる。望ましくは、１～１０ｗｔ％の範囲で付着させ
る。付着量が０．１％未満であると、ファラデー効率が悪くなるため、
産業利用の面で課題となる。付着量が５０ｗｔ％よりも多くなるとシ
ンタリング現象により活性金属１のサイズが大きくなり、触媒反応が
乏しくなる。【００２３】
  続いて、導電性微粒子２に活性金属１を付着させた触媒粒子３に、
図２Ｂに示すように、多孔質膜４を被覆する。多孔質膜４を薄く被覆
するためには、金属有機構造体を構成される金属塩と有機配位子が溶
解した溶液中に前記の触媒粒子３を入れて、十分撹拌して必要に応じ
て加温することで被覆することができる。【００２４】
  ここで述べた金属有機構造体の種類としては、耐熱性と耐水性を有す
るものであればよく、例えば、ＨＫＵＳＴ－１、ＺＩＦ－８、ＺＩＦ
－６７、ＵｉＯ－６６、ＭＩＬ－１００、ＭＩＬ－１０１、ＭＯＦ－
７４が挙げられる。【００２５】ＺＩＦ－８を一例として示すと、
１５ｍｌの２－ｍｅｔｈｌｉｍｉｄａｚｏｌｅ（０．０８ｍｍｏｌ）
含有メタノールと５ｍｌのＺｎ（ＮＯ₃）₂・６Ｈ₂Ｏ（０．０２ｍｍｏｌ
）含有メタノールを加え、その溶液中に触媒粒子３を入れて撹拌して
乾燥することで多孔質膜４を被覆することができる。【００２６】
  次いで、多孔質膜４を被覆した触媒粒子３を、電気導電性に優れ、か
つ気体透過性を有する多孔質の集電体６に、固着させる。【００２７】
  この集電体６への固着方法としては、最初にアルコール単体またはア
ルコールと水を含んだ水溶液中に多孔質膜４を被覆した触媒粒子３を混
合し、集電体６上に噴霧して、図２Ｃに示すように、塗布する。
【００２８】  最後に、陽イオン交換膜５の成分であるナフィオンを
５ｗｔ％～１０ｗｔ％の割合でアルコール単体またはアルコールと水
の水溶液に溶かした溶液を塗布した後、室温放置または５０℃以下の
加温をして乾燥して固着させ、集電体６に固着した触媒粒子３を陽イ
オン交換膜５で覆うことで、図１に示す電極触媒１００が得られる。
このようにして形成された電極触媒１００は、酸性ガス還元装置のカ
ソード電極として使用される。
【００２９】  多孔質膜４を被覆した触媒粒子３を集電体６に固着させ
る他の方法としては、アルコール単体またはアルコールと水の混合溶
液に陽イオン交換膜５の成分であるナフィオンが５ｗｔ％～１０ｗｔ
％の割合で溶解させ、その溶液の中に、多孔質膜４を被覆した触媒粒
子３を撹拌して、この混合溶液を集電体６に塗布しても同様の効果を
得ることができる。【００３０】
  多孔質膜４を被覆した触媒粒子３を集電体６に固着させる上記いずれ
の方法であっても、集電体６に、多孔質膜４を被覆した触媒粒子３が
均一に濃度ムラ無く、分布されるのが望ましい。【００３１】
  なお、本実施の形態１では、多孔質膜４を被覆した触媒粒子３を集電
体６に、均一に塗布する方法として、噴霧する方法を用いたが、これ
に限るものではない。他の均一に塗布する方法としては、ロール状塗
布、スピン塗布、スプレー塗布、ディップ塗布、ディスペンス塗布な
どの方法がある。
【００３２】  図３は、本願の実施の形態１に係る酸性ガス還元電極触
媒を用いた酸性ガス還元装置の構成を示す断面図である。図３に示す
ように、二酸化炭素のような酸性ガスの還元装置２００は、電解槽１１
の中を電解液１８で満たされており、その中にカソード電極１２、ア
ノード電極１３がイオン交換膜１４を介して対置され、電源１５と接
続された構造となっている。【００３３】
  電解液１８は、ｐＨ７以上の中性からアルカリ性であることが望まし
く、溶質物質としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素
ナトリウム、炭酸水素カリウムが０．１～１０ｍｏｌ／Ｌで溶解して
いることが望ましい。アルカリ性の水溶液は二酸化炭素を液中に留め
る性質があり、二酸化炭素の還元には望ましい。イオン交換膜１４は、
陽イオン交換膜であることが望ましく、プロトンがカソード電極１２
側の槽に移動できるように配置されている。また、カソード電極１２
の近傍に二酸化炭素導入管１６が設置され、気泡がカソード電極１２
に接するように二酸化炭素１７が供給される。電極触媒１００をカソ
ード電極１２として用いた場合、二酸化炭素は多孔質膜４に捕捉され
、陽イオン交換膜５から供給されるプロトンは多孔質膜４の中を拡散
しながら、電気的なエネルギーを得て二酸化炭素と還元反応を起こす。
【００３４】  図４は、本願の実施の形態１に係る酸性ガス還元電極触
媒を用いた酸性ガス還元装置の他の構成を示す断面図である。図４に
示すように、還元装置２００は、カソード電極２２の片側のみ電解液
２８と接しており、もう一方の片側は二酸化炭素導入管２６が設置さ
れ、気体の二酸化炭素２７と接する。それ以外の電解槽２１、アノー
ド電極２３、イオン交換膜２４、および電源２５は、図３と同じであ
る。電解液２８については、アルカリ性である必要性はなく、酸性で
あっても良い。カソード電極２２の電極触媒１００の配置は、集電体
６が気体の二酸化炭素２７と接するように配置し、電解液２８は陽イ
オン交換膜５と接するように配置する。このように配置することで、
固相である多孔質膜４を被覆した触媒粒子３上で、気相の二酸化炭素
液相からのプロトンという三相界面での還元反応を実現することがで
きるようになる。
【００３５】  このような図３および図４で構成される還元装置２００
で起こりうる還元反応を下記の電気化学反応式で示す。このように電
気化学反応により、一酸化炭素、ギ酸、メタノール、メタン、エタン、
エタノールといった化学物質２９は、本願の電極触媒１００を用いて、
二酸化炭素２７から得ることができる。なお、Ｅ⁰は標準電極電位を示
しており、実際の電極電位は使用する参照極と過電圧に依存するため、
よりカソード電位側にシフトする。
【００３６】  下記に示す電気化学反応により、二酸化炭素は還元され
て、別の物質に改質される。
  ＣＯ₂＋２Ｈ＋２ｅ^-  ⇔  ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ                   Ｅ⁰＝－０．１０４Ｖ
  ＣＯ₂＋２Ｈ＋２ｅ^-  ⇔  ＨＣＯＯＨ                     Ｅ⁰＝－０．１７１Ｖ
  ＣＯ₂＋６Ｈ＋６ｅ^-  ⇔  ＣＨ₃ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ             Ｅ⁰＝－０．１４２Ｖ
  ＣＯ₂＋８Ｈ＋８ｅ^-  ⇔  ＣＨ₄＋２Ｈ₂Ｏ               Ｅ⁰＝－０．１６９Ｖ
  ＣＯ₂＋１２Ｈ＋１２ｅ^-    ⇔  Ｃ₂Ｈ₄＋４Ｈ₂Ｏ       Ｅ⁰＝＋０．０７９Ｖ
  ＣＯ₂＋１２Ｈ＋１２ｅ^-    ⇔  Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＋３Ｈ₂Ｏ   Ｅ⁰＝＋０．０８４Ｖ
【００３７】  以上のように、本実施の形態１に係る酸性ガス還元電極
触媒によれば、電極触媒１００は、導電性微粒子２の表面に活性金属
１を付着させた触媒粒子３と、酸性ガスを吸着する多孔質膜４と、プ
ロトンを透過する陽イオン交換膜５と、表面に、多孔質膜４および陽
イオン交換膜５が共存する触媒粒子３を、固着させた多孔質の集電体
６と、を備え、触媒粒子３は、多孔質膜４で被覆され、陽イオン交換
膜５で覆われて集電体６の表面に固着されるようにしたので、また、
本実施の形態１に係る酸性ガス還元装置によれば、還元装置２００は、
電解液１８（２８）で満たされた電解槽１１（２１）と、電界層１１
（２１）の中でイオン交換膜１４（２４）を介して対置されたカソー
ド電極１２（２２）およびアノード電極１３（２３）と、カソード電
極１２（２２）とアノード電極１３（２３）に接続する電源１５（２５）
と、カソード電極１２（２２）に接するように酸性ガスである二酸化
炭素１７（２７）を導入する二酸化炭素導入管１６（２６）と、を備
え、カソード電極１２（２２）は、電極触媒１００を用いるようにし
たので、酸性ガスである二酸化炭素を吸着する多孔質膜と、プロトン
を透過する陽イオン交換膜と、が触媒上に共存することで、二酸化炭
素とプロトンが両側から供給され、集電体上で還元反応が起こり、効
率的に二酸化炭素を還元することができる。　　　　この項つづく

✅ 日本触媒とNTT Com、熟練操作を学習したAIで化学品の連続蒸留
を自動化
✅ 電源不要で水素漏洩を効率監視、検知膜とRFIDの組み合わせで実現
✅ 大飯原発、放射性ガスが一時上昇
✅ 高浜原発の核燃料貯蔵計画 30キロ圏内の住民が説明会を要望


✅  透明メタサーフェス屈折フィルム開発
🎈窓に貼り付けるだけ ミリ波5Gのエリアを拡大する透明屈折フィルム
（2月27日 EE Times Japan）



京セラは、基地局から送信される電波の進行方向を変えられる「透明
メタサーフェス屈折フィルム」を開発したと発表した。このフィルム
を窓ガラスやアクリルスタンドに貼り付ければ、景観を損なわずにミ
リ波5Gなどのサービスエリアを拡大できる。1月25日、電波の進行方
向を自由に変えられる透明メタサーフェス屈折フィルムを開発したと
発表。窓ガラスやアクリルスタンドなどに貼り付ければ、景観などの
邪魔にならず、高い周波数を用いたミリ波5Gや6Gなどのサービスエリ
アを拡大できる。5Gで用いられているミリ波（28GHz帯）や、6Gの
実用化に向けて検討されている高い周波数帯の電波は直進性が強く、
障害物のある場所では通信が安定しないという課題がある。そこで同
社は、基地局からの電波の進行方向を曲げることができるメタサーフ
ェス屈板の開発に取り組み、2022年には板状の屈折板を開発している。
新たに開発したフィルム状の屈折材は、接着層、メタマテリアル層、
保護層からなり、厚みは約200μmに抑えた。電波屈折率は基板タイプ
の屈折板と同レベルで、窓やアクリルスタンドなどの既存の構造面に
貼り付けるだけで、電波の中継点となる。

5G基地局を用いた効果確認試験


ユースケースイメージ（屋内への引き込み）
🪄「メタレンズ」を開発したと発表した。ドローンや携帯電話、暗視ゴーグルなどの小型
レンズに応用できる可能性がある。研究の詳細は、『Nature Communications』に2021年
2月22日付で公開から4年ですか、実弟と死別前からだから懐かしいさがこみ上げてきます。

　
✅