特異点真っ直中 ④

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一種で、あらゆる武具を朱塗りにした部隊編のこと
）の兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ。愛称「ひこにゃん」。

　岩魚蕎麦
 鮎蕎麦（甘露煮）

【蕎麦愛シリーズ：鮎・鱒・岩魚】
今日もランチは、和蕎麦（具材は豚ロース肉に卵、鰹だしにゆずぽんに
すりごまと七味、野菜はスライスニンジンと刻みネギ。ご機嫌だ。そこ
で、淡水魚（鱒・岩魚・鮎・本諸子）プラス海水魚（鯖・鰯・飛び魚・
鱵・鱚）の甘露煮、焼きものを試食する（調理法は電子レンジ即席レシ
ピのみ）。写真掲載。


【特集｜光合成炭化水素化合物製造技術 Ⅰ】
❏ 特開2023-65331 藻類培養システム及び藻類培養方法 公益財団法人
   農村更生協会
【概要】藻類や微細藻類は高い増殖特性や細胞から取り出すことの出来
る有用物を利用することによって、食糧やエネルギー、又はバイオマス
燃料等の各種の分野において多様な用途が開発されており、藻類を培養
するための種々の技術がある。なかでも、大気中にある二酸化炭素を光
合成によって吸収することで燃料や油を作る。藻類によって作り出され
たバイオ燃料は、燃焼させても二酸化炭素が増えないためクリーンなエ
ネルギーとして期待されている。 参考特許１の培養槽（微細藻類を培
養する方法として、円形ポンド、レースウェイポンド、フラットパネル
型培養槽、チューブ型培養槽など様々な方法が考案・実証されてきた）
は、レースウェイポ型培養槽を用いて、攪拌手段で水流を起こしながら
二酸化炭素供給源から培養液内に二酸化炭素を直接溶解させているが、
底部に存在する光合成微生物に十分な量の光を届けるために水深が浅く
設計されている。浅い水深であっても水中に十分な量の二酸化炭素を溶
解させるために攪拌手段にカバーが設けられ、当該カバー内に二酸化炭
素供給源から二酸化炭素が供給する特徴をもつ。
参考特許２の培養システムは、二酸化炭素を含む火力発電所から排出さ
れる燃焼ガスから湿式又は乾式の有害物質除去装置を用いてガス内の有
害物質を除去し、培養槽に供給するもので、ユーグレナ等の藻類を大量
に培養するためには非常に多くの二酸化炭素が必要となるが、火力発電
所の排出ガスを藻類の培養に利用することによって、排気ガスの有効利
用を図るとともに藻類を効率的に培養することができる。
【参考特許】
１．特開2012-23979号
２．特開2015-198649号
ただし、特許文献１に記載のようにカバーに覆われた環境下で二酸化炭
素を曝気によって水中に供給する場合は、カバーの隙間等から外部に漏
れ出てしまうため効率的に二酸化炭素を供給することが難しかった。ま
た、特許文献２に記載の藻類の培養システムでは、排気ガスから鉛や硫
黄化合物等の有害物質を除去する工程が必要となるため、二酸化炭素の
供給プロセスが煩雑になるなど、藻類の培養に関する技術は発達途上で
あり、培養の工程における効率化が課題となっている。特に、藻類の種
類に応じて各種気象条件や海水条件が大きく異なるため安定的に藻類を
培養することが難しい。また、藻類に供給する栄養剤についても十分な
研究がなされておらず、更なる効率的な培養方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
まず、①培養液を攪拌する攪拌部が設けられた藻類を培養するため培養
槽と、培養槽にフルボ酸を含む腐植液を投入する腐植液投入部と、閉鎖
された溶解槽にガスを投入して培養液を供給することにより前記培養液
に前記ガスを溶解させる溶解部と、溶解部によって生成された二酸化炭
素を含む前記培養液を前記培養槽に供給する供給部とを有する特徴をも
たせ上、②腐植液投入部の前記腐植液の培養槽への投入量を制御する制
御部と、培養槽の環境データを検出するセンサ部と前記培養槽の温度を
調節するための温度調節部と、をさらに有し、制御部は、前記センサ部
から検出された環境データに基づいて、温度調節部と、溶解部に溶解さ
せるガスの量を制御する特徴を有す。
③第１の発明に記載された藻類培養システムであって、腐植液にガスを
溶解させる腐植液溶解部をさらに有し、腐植液溶解部は、腐植液投入部
に接続され閉鎖された腐植液溶解槽に、ガスを投入して腐植液を供給す
ることにより、腐植液にガスを溶解させることを特徴とし、
④さらに、培養液を攪拌する攪拌部が設けられた藻類を培養槽で培養す
るステップと、培養槽にフルボ酸を含む腐植液を投入するステップと、
閉鎖された溶解槽にガスを投入して培養液を供給することにより培養液
にガスを溶解させるステップと、溶解槽で生成された二酸化炭素を含む
培養液を前記培養槽に供給するステップと、を有することを特徴とする
藻類培養方法を提供する。

【図１】第１の実施の形態の藻類培養システムのブロック図
【図２】第１の実施の形態の藻類培養システムのフロー図

【符号の説明】
１ 藻類培養システム ２ 培養部 ３ 腐植液生成部 ４ 溶解部 ５ 制御部
２１ 培養槽 ２２ 攪拌部 ２３ 照射部 ２４ センサ部 ２５ ポンプ ２
６ 温度制御部 ２７ 調整部 ３１ 製造タンク ３２ 保管部 ４１ 溶解槽
５０ 二酸化炭素供給源


【図３】本発明の第２の実施の形態の藻類培養システムの培養槽を示す図
【図４】本発明の第３の実施の形態の藻類培養システムのブロック図
【図５】本発明の第３の実施の形態の藻類培養システムのフロー図
【効果】
①の発明で、腐植液投入部がフルボ酸を含む腐植液を培養槽に投入する
ため、培養槽内で培養される藻類の繁殖を促し効率的な培養が可能とな
る。また、閉鎖された溶解槽にガスを投入して培養液にガスを溶解させ
ているため、培養液に高濃度でガスを溶解させることができる。さらに、
閉鎖された溶解槽においてガスを溶解させるため、ガスが外に漏れるこ
となく効率的に培養液に溶解させることができる。また、溶解部によっ
て生成されたガスを含む培養液を培養槽に供給するため、培養槽を所望
の環境とすることができ、効率的な藻類の培養が可能となる。
②では、制御部が腐植液の投入量を制御するため、藻類を好適な環境下
で培養することができる。また、制御部がセンサ部からの環境データに
基づいて温度調節部及びガスの量を制御するため、藻類を好適な環境下
で培養できる。
③では、閉鎖された腐植液溶解槽においてガスを溶解させるため、ガス
が外に漏れることなく効率的に腐植液に溶解させることができる。また
、腐植液溶解部によって生成されたガスにより高濃度化されたフルボ酸
等を含む腐植液を培養槽に供給するため、効率的な藻類の培養が可能と
なる。
④腐植液を投入するステップにおいてフルボ酸を含む腐植液を培養槽に
投入するため、培養槽内で培養される藻類の繁殖を促し効率的な培養が
可能となる。また、閉鎖された溶解槽にガスを投入して培養液にガスを
溶解させるステップを有するため、培養液に高濃度でガスを溶解させる
ことができる。さらに、閉鎖された溶解槽においてガスを溶解させるた
め、ガスが外に漏れることなく効率的にガスを培養液に溶解させること
ができる。また、溶解するステップによって生成されたガスを含む培養
液を培養槽に供給するため、培養槽を所望の環境とすることができ、効
率的な藻類の培養が可能となる。
【産業上の利用可能性】
本発明の藻類培養システム及び藻類培養方法は、細胞内に炭化水素や多
糖類などの有機物を貯蔵する藻類を培養によって増殖させるために使用
することができる。藻類培養システムによって培養された藻類は、健康
食品、医薬品、飼料、化成品、又は燃料等の用途で利用できる。
✔  国土面積が小さい地方ではコンパクトか要請される。垂直反培養設
備型としての展開設計も必要。

❏ 特開2022-111456 トリプタンの製造装置および製造方法 本田技研工
業株式会社
従来、トリプタン（２，２，３－トリメチルブタン）の各種の製造方法
が知られている、例えば、特許文献 特表2005-501894号では、ナフサに
含まれる炭素数が５または６の環式炭化水素を、触媒反応により水素存
在下で選択的に開環し、異性化することでトリプタンを製造。 工場排ガ
スなどから回収された二酸化炭素を利用してメタノールを合成し（再生
可能メタノール）、ガソリンなどの燃料の製造に利用することが期待さ
れている。しかしながら、上記特許文献１の製造方法では、原料として
ナフサを用いるため、温暖化対策に貢献することが難しい。そこで、本
発明の一態様であるトリプタンの製造装置は、空気中の二酸化炭素を回
収する二酸化炭素回収部と、再生可能電力により水を電気分解して水素
を生成する水素生成部と、二酸化炭素回収部により回収された二酸化炭
素と、水素生成部により生成された水素とから一酸化炭素を生成する一
酸化炭素生成部と、一酸化炭素生成部により生成された一酸化炭素と、
水素生成部により生成された水素とからメタノールを生成するメタノー
ル生成部と、メタノール生成部により生成されたメタノールと、二酸化
炭素回収部により回収された二酸化炭素または一酸化炭素生成部により
生成された一酸化炭素とを反応させて酢酸を生成する酢酸生成部と、酢
酸生成部により生成された酢酸からアセトンと二酸化炭素とを生成する
アセトン生成部と、アセトン生成部により生成されたアセトンからピナ
コロンを生成するピナコロン生成部と、メタノール生成部により生成さ
れたメタノールからグリニャール試薬を生成するグリニャール試薬生成
部と、ピナコロン生成部により生成されたピナコロンと、グリニャール
試薬生成部により生成されたグリニャール試薬とを反応させて２，３，
３－トリメチル－２－ブタノールを生成するトリメチルブタノール生成
部と、トリメチルブタノール生成部により生成された２，３，３－トリメ
チル－２－ブタノールから２，２，３－トリメチルブタンを生成するト
リプタン生成部と、を備える製造方法であれば、地球温暖化対策に貢献
することができる。
【図１Ａ】本発明の実施形態に係るトリプタンの製造装置の構成の一例
を概略的に示すブロック図

【図１Ｂ】本発明の実施形態に係るトリプタンの製造装置の構成の別の
例を概略的に示すブロック図

注）図１Ａの上部フローのみ変化、下部は同じである。

図１Ａは、本発明の実施形態に係るトリプタンの製造装置（以下、装置
）１Ａの構成の一例を概略的に示すブロック図である。図１Ａに示すよ
うに、装置１Ａは、発電装置２と、水電解装置３と、ＤＡＣ装置４と、
逆シフト反応器５と、メタノール製造器６と、酢酸製造器７Ａと、アセ
トン製造器８と、二量化反応器９と、ピナコール転移反応器１０と、グ
リニャール反応器１３と、水素置換反応器１４と、塩素置換反応器１１
と、グリニャール試薬製造器１２と、ガス精製器１５とを有する。 発電
装置２は、例えば、半導体素子により太陽光エネルギーを電気エネルギ
ーに変換する太陽光発電装置や、風車により風力エネルギーを電気エネ
ルギーに変換する風力発電装置として構成され、再生可能電力を生成す
る。水電解装置３は、発電装置２により生成された再生可能電力により
水を電気分解して水素（再生可能水素）を生成する。 ＤＡＣ（Direct Air
Capture）装置４は、工場排ガスなどの二酸化炭素を含有する原料ガスか
ら、いわゆるカーボンニュートラル炭素源として、例えば化学吸収法に
より二酸化炭素を分離、回収する。具体的には、原料ガスをアミンなど
の吸収液に選択的に吸収させ、吸収液を加熱して高純度の二酸化炭素を
分離、回収する。原料ガスや吸収液の輸送用のポンプ、吸収液の加熱用
のヒータには、発電装置２により生成された再生可能電力が使用される。
逆シフト反応器５は、ＤＡＣ装置４により回収された二酸化炭素と、水
電解装置３により生成された水素とが供給され、銅やニッケルなどの触
媒存在下、６００～７００℃で、下式(i)の逆シフト反応（平衡反応）に
より一酸化炭素と水とを生成する。逆シフト反応器５で未反応の二酸化
炭素は、後の酢酸製造工程に供給される。逆シフト反応器５の加熱用のヒ
ータには、発電装置２により生成された再生可能電力が使用される。こ
の反応における一酸化炭素の収率は、７００℃で約６７％であるが、水
素過剰条件とすることで、さらに向上することが可能であり、例えば
１００％とすることができる。 ＣＯ2＋Ｈ2→ＣＯ＋Ｈ2Ｏ ・・・(i)
メタノール製造器６は、逆シフト反応器５により生成された一酸化炭素
と、水電解装置３により生成された水素とが供給され、銅－亜鉛触媒の
存在下、２４０～２６０℃、５０～１００気圧で、下式(ii)の反応によ
りメタノールを生成する。メタノール製造器６の加熱用のヒータ、加圧
用のポンプには、発電装置２により生成された再生可能電力が使用され
る。この反応におけるメタノールの収率は、約９５％である。
ＣＯ＋２Ｈ2→ＣＨ3ＯＨ ・・・(ii)
酢酸製造器７Ａは、メタノール製造器６により生成されたメタノールと、
水電解装置３により生成された水素と、ＤＡＣ装置４により回収された
（逆シフト反応器５で未反応の）二酸化炭素とが供給され、ルテニウム
－ロジウム触媒存在下、２００℃、１００気圧で、下式(iii)の反応に
より酢酸を生成する。酢酸製造器７Ａの加熱用のヒータ、加圧用のポン
プには、発電装置２により生成された再生可能電力が使用される。この
反応における酢酸の収率は、約７７％である。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2＋ＣＯ2→ＣＨ3ＣＯＯＨ＋Ｈ2Ｏ ・・・(iii)
アセトン製造器８は、酢酸製造器７Ａにより生成された酢酸が供給され
、クロム－亜鉛－マンガン触媒存在下、３２５℃、常圧で、下式(iv)の
反応によりアセトンと二酸化炭素と水とを生成する。アセトン製造器８
の加熱用のヒータには、発電装置２により生成された再生可能電力が使
用される。この反応におけるアセトンの収率は、約９６％である。
２ＣＨ3ＣＯＯＨ→ＣＨ3ＣＯＣＨ3＋ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ ・・・(iv)
二量化反応器９は、アセトン製造器８により生成されたアセトンが供給
され、マグネシウムなどの触媒存在下で、下式(v)のピナコールカップ
リング反応によりピナコールを生成する。
　　　　　　　　　　　　　　　－　中略　－
ガス精製器１５は、アセトン製造器８により中間生成物として生成され
た二酸化炭素が供給され、供給された二酸化炭素ガスを精製する。ガス
精製器１５により精製された二酸化炭素は、酢酸製造器７Ａに供給され
る。すなわち、酢酸製造器７Ａには、ＤＡＣ装置４により回収され、逆
シフト反応器５で未反応の二酸化炭素に加え、ガス精製器１５により精
製された二酸化炭素が供給される。このように、中間生成物として得ら
れた二酸化炭素を再循環させることで、装置１Ａ全体として二酸化炭素
を排出することなく、ＤＡＣ装置４により回収されたカーボンニュート
ラル炭素源を有効利用することができる。
図１Ｂは、図１Ａの装置１Ａの変形例である装置１Ｂの構成の一例を概
略的に示すブロック図である。装置１Ｂの酢酸製造器７Ｂは、メタノー
ル製造器６により生成されたメタノールと、逆シフト反応器５により生
成された一酸化炭素とが供給され、ロジウムまたはイリジウム触媒存在
下、２００℃、３０気圧で、下式(xi)の反応により酢酸を生成する。酢
酸製造器７Ｂの加熱用のヒータ、加圧用のポンプには、発電装置２によ
り生成された再生可能電力が使用される。
ＣＨ3ＯＨ＋ＣＯ→ＣＨ3ＣＯＯＨ ・・・(xi)
装置１Ｂのガス精製器１５により精製された二酸化炭素は、逆シフト反
応器５に供給される。すなわち、逆シフト反応器５には、ＤＡＣ装置４
により回収された二酸化炭素に加え、ガス精製器１５により精製された
二酸化炭素が供給される。このように、中間生成物として得られた二酸
化炭素を再循環させることで、装置１Ｂ全体として二酸化炭素を排出す
ることなく、ＤＡＣ装置４により回収されたカーボンニュートラル炭素
源を有効利用することができる。 
本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）装置１Ａ，１Ｂは、空気中の二酸化炭素を回収するＤＡＣ装置４と、
再生可能電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置３と、
回収された二酸化炭素と、生成された水素とから一酸化炭素を生成する
逆シフト反応器５と、生成された一酸化炭素と、生成された水素とから
メタノールを生成するメタノール製造器６と、生成されたメタノールと
、回収された二酸化炭素または生成された一酸化炭素とを反応させて酢
酸を生成する酢酸製造器７Ａ，７Ｂと、生成された酢酸からアセトンと
二酸化炭素とを生成するアセトン製造器８と、生成されたアセトンから
ピナコロンを生成する二量化反応器９およびピナコール転移反応器１０
と、生成されたメタノールからグリニャール試薬を生成する塩素置換反
応器１１およびグリニャール試薬製造器１２と、生成されたピナコロン
とグリニャール試薬とを反応させて２，３，３－トリメチル－２－ブタ
ノールを生成するグリニャール反応器１３と、生成された２，３，３－
トリメチル－２－ブタノールから２，２，３－トリメチルブタンを生成
する水素置換反応器１４とを備える（図１Ａ、図１Ｂ）。 
工場排ガスなどから回収されたカーボンニュートラル炭素源である二酸
化炭素を利用して合成された再生可能メタノールを原料としてガソリン
の改質剤となるトリプタンを製造することで、改質ガソリンの炭素強度
を低下させ、温暖化対策に貢献することができる。 
（２）装置１Ａはアセトン製造器８により生成された二酸化炭素を精製
するガス精製器１５をさらに備える（図１Ａ）。酢酸製造器７Ａは、メ
タノール製造器６により生成されたメタノールと、ＤＡＣ装置４により
回収された二酸化炭素およびガス精製器１５により精製された二酸化炭
素とを反応させて酢酸を生成する（図１Ａ）。中間生成物として得られ
た二酸化炭素を再循環させることで、装置１Ａ全体として二酸化炭素を
排出することなく、カーボンニュートラル炭素源を有効利用することが
できる。 
（３）装置１Ｂはアセトン製造器８により生成された二酸化炭素を精製
するガス精製器１５をさらに備える（図１Ｂ）。逆シフト反応器５は、
ＤＡＣ装置４により回収された二酸化炭素およびガス精製器１５により
精製された二酸化炭素と、水電解装置３により生成された水素とを反応
させて一酸化炭素を生成する（図１Ｂ）。酢酸製造器７Ｂは、メタノー
ル製造器６により生成されたメタノールと、逆シフト反応器５により生
成された一酸化炭素とを反応させて酢酸を生成する（図１Ｂ）。中間生
成物として得られた二酸化炭素を再循環させることで、装置１Ｂ全体と
して二酸化炭素を排出することなく、カーボンニュートラル炭素源を有
効利用することができる。 
上記実施形態では、化学吸収法により原料ガス中の二酸化炭素を回収す
るＤＡＣ装置４を用いる例を説明したが、空気中の二酸化炭素を回収す
る二酸化炭素回収部は、このようなものに限らない。例えば、活性炭や
ゼオライトなどの吸着剤に二酸化炭素を選択的に吸着させ、減圧により
二酸化炭素を分離、回収するＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption）法を用
いてもよい。上記実施形態では、一酸化炭素、メタノール、酢酸、アセ
トン、ピナコロン、グリニャール試薬、２，３，３－トリメチル－２－
ブタノールおよび２，２，３－トリメチルブタンを生成するときの触媒
や試薬、反応条件などを例示したが、これらに限定されない。 
以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上
述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。
上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可
能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。
１Ａ，１Ｂ トリプタンの製造装置（装置）、２ 発電装置、３ 水電解装
置、４ ＤＡＣ装置、５ 逆シフト反応器、６ メタノール製造器、７Ａ，
７Ｂ 酢酸製造器、８ アセトン製造器、９ 二量化反応器、１０ ピナコ
ール転移反応器、１１ 塩素置換反応器、１２ グリニャール試薬製造器
１３ グリニャール反応器、１４ 水素置換反応器、１５ ガス精製器

❏ 特開2023-62240 二酸化炭素分離回収装置、二酸化炭素分離回収シ
ステム及び二酸化炭素分離回収方法　清水建設株式会社
【概要】
建築物環境衛生管理基準には、空気調和設備を設けている場合の居室に
おいては、二酸化炭素の含有率を１０００ｐｐｍ（体積基準）以下にす
ることが定められている。このように、空気調和設備を設けている建築
物の室内においては、室内の空気から二酸化炭素を除去する技術が望ま
れている。酸化炭素は、適切な方法で回収することにより、有価物の製
造に利用することができるが、特許文献 特開2015-528743号の技術では、
二酸化炭素の吸収率（吸着効率）に改善の余地がある。加えて、特許文
献の技術では、吸収した二酸化炭素の再利用については、何ら考慮され
ていない。ここで、より効率よく二酸化炭素を吸着させ、吸着した二酸
化炭素を再利用できる二酸化炭素分離回収装置、二酸化炭素分離回収方
法及び二酸化炭素分離回収システムを目的とする。上記課題を解決する
ために、以下の態様を有する。
［１］冷却機と、二酸化炭素を吸脱着できる吸着材を有する吸脱着部と
を備え、 前記吸脱着部は、着脱自在に設けられ、 前記冷却機で生成し
た冷却空気を前記吸脱着部に供給する、二酸化炭素分離回収装置。
［２］前記冷却機がヒートポンプである、［１］に記載の二酸化炭素分
離回収装置。
［３］前記吸脱着部の二次側に、二酸化炭素濃度測定器をさらに備える、
［１］又は［２］に記載の二酸化炭素分離回収装置。 
［４］［１］～［３］のいずれかに記載の二酸化炭素分離回収装置と、
取り外された前記吸脱着部から、前記吸着材に吸着されている二酸化炭
素を脱着する二酸化炭素脱着装置と、を備える、二酸化炭素分離回収シ
ステム。 
［５］二酸化炭素を含有する空気を冷却し、冷却空気を得る冷却工程と
吸着材を有する吸脱着部に前記冷却空気を接触させることで、前記吸着
材に前記二酸化炭素の一部又は全部を吸着させ、清浄空気を得る吸着工
程と、前記吸脱着部を取り外し、二酸化炭素が吸着した前記吸着材から
二酸化炭素を脱着する脱着工程と、前記脱着工程で脱着された二酸化炭
素を回収する回収工程と、を有する、二酸化炭素分離回収方法。
［６］前記冷却工程で、前記二酸化炭素を含有する空気に含まれる水分
を低減する、水分低減操作をさらに有する、［５］に記載の二酸化炭素
分離回収方法。
［７］前記清浄空気の二酸化炭素濃度と、前記二酸化炭素を含有する空
気の二酸化炭素濃度との差が１０％以下となった時に、前記脱着工程を
実施する、［５］又は［６］に記載の二酸化炭素分離回収方法。
【発明の効果】
本発明の二酸化炭素分離回収装置、二酸化炭素分離回収システム及び二
酸化炭素分離回収方法によれば、より効率よく二酸化炭素を吸着させ、
吸着した二酸化炭素を再利用できる。


【符号の説明】
１⋯二酸化炭素分離回収装置、２⋯屋内空間、３⋯二酸化炭素脱着装置、
４⋯回収容器、 １０⋯筐体、１１⋯蒸発室、１２ａ，１２ｂ⋯空気導入口、
１３⋯凝縮室、１４ａ，１４ ｂ⋯空気排出口、１６⋯隔壁、１８⋯排水口、
２０⋯冷却機、２１⋯蒸発器、２２⋯凝縮 器、２４⋯圧縮器、２６⋯膨張弁、
３０⋯吸脱着部、４０ａ，４０ｂ⋯送風機、５０⋯二 酸化炭素濃度測定器、
１００⋯二酸化炭素分離回収システム、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３⋯配管

図１・本発明の一実施形態に係る二酸化炭素分離回収装置を示す概略図
図２．本発明の一実施形態に係る二酸化炭素分離回収システムを示す概
　　略図

❏ 特開2023-053820 二酸化炭素還元触媒の製造方法 国立大学法人山口大学
【概要】
現在、人工的な光合成でＣＯ２を取り込み、燃料(アルコール)を合成す
る研究が活発化している。ＣＯ２の還元生成物としては、オレフィンや
燃料などへの転換技術が確立されている一酸化炭素（ＣＯ）や蟻酸（Ｈ
ＣＯＯＨ）が望ましい。ＣＯ２から燃料(アルコール)を合成する研究開
発（ＣＯ２の固定化）は、環境と資源・エネルギーの問題を同時に解決
可能となる技術である。しかし、ＣＯ２から一酸化炭素（ＣＯ）や蟻酸
（ＨＣＯＯＨ）への還元反応は、標準電位が－０．５３Ｖと－０．６１
Ｖ（vs.ＮＨＥ）であり、Ｈ２生成反応の標準電位０Ｖ（vs.ＮＨＥ）よ
り卑電位側であるため、水溶液中でＨ２生成反応の阻害を受けずにＣＯ２
を電気化学的に還元することは困難である。 ＣＯ２還元のための電気化
学触媒電極の開発は、主としてＣＯ２還元に対する触媒活性を高め、Ｈ２
生成よりもＣＯ２還元過電圧を低めるアプローチで研究開発が進んでい
る。ＣＯ２を選択的に電気化学還元可能な電極触媒として、金属、合金、
炭素ナノ構造などが報告されている。金属電極では、ＣＯ２還元反応の
生成物がＣＯラジカル（反応中間体）と電極表面の吸着力で変化すると
の報告がある。ＣＯラジカル吸着力の弱いＨｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｃｄ、Ｐｂ
ではＨＣＯＯＨが生成し、吸着力が強すぎるＰｔやＮｉでは、生成物が
脱離せずＨ２生成反応のみが起こる。吸着力が中程度のＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、
ＺｎはＣＯ２還元活性が高く、特にＣｕは還元電位をＨ２生成電位より
も低下させることができ、Ｈ２生成の阻害なくＣＯやＣＨ４を高効率に
生成することができる。しかし、Ｃｕ電極は電極表面の腐食や生成物の
付着により活性が低下する。したがって、耐久性が高く長期間利用可能
な電極材料は実現できていない。また、表面構造の制御により、Ａｕ、
Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎと同等のＣＯラジカルに対する吸着力を示す界面も作
製できていない。つまり高活性（Ｈ２生成とＣＯ２還元の分離)と高耐久
性を併せ持つＣＯ２還元電極の具現化にはいまだ至っていない。
炭素材料としては、導電性を付与したアモルファスカーボンが開発され
（特許文献 特開2008-189997参照）、センサー用のガス透過膜への使用
（特許文献 特開2011-185910参照）、セシウムの酸化還元反応等の電気
化学センサーの電極、リチウム電池の集電体などへの使用（特許文献 特
開2012-188688参照）が提案されているが、ＣＯ２の還元に適用できるも
のではなかった。本発明の課題は、電位窓が広く水溶液の電解で水素生
成反応による阻害を受け難く、耐久性にも優れた高い電流効率の二酸化
炭素還元触媒を提供することである。本発明者は、上記課題を解決する
ためにアモルファスカーボンの利用を検討した。アモルファスカーボン
は通常導電性を有さないが、不純物原子を導入して導電性を付与した導
電性アモルファスカーボンが開発されている。導電性アモルファスカー
ボンは二酸化炭素還元活性を有さないが、これに二酸化炭素還元活性を
付与できれば、電解による二酸化炭素還元のための触媒や触媒電極とし
て利用が広がる。本発明者は検討を進めたところ、アモルファスカーボ
ン表面の窒素、特にアミノ基が二酸化炭素還元活性サイトの形成に関与
していること、アモルファスカーボン表面の酸素含有官能基が触媒表面
への二酸化炭素の吸着量を増加させて二酸化炭素還元活性を促進するこ
とを見いだした。表面の窒素、特にアミノ基や酸素含有官能基を増加さ
せ、表面でのこれらの密度を増加させた導電性アモルファスカーボンは、
水素生成反応と分離して高い電流効率で二酸化炭素還元反応を引き起こ
すことができ、この反応の分離はグラファイトやダイヤモンド等の炭素
材料では不可能である。また、二酸化炭素還元電極として知られるＣｕ
電極に比べ、非常に安定性が高かった。本発明は、こうして完成された
ものである。
つまり、本発明は以下に示す事項により特定されるものである。
（１）導電性アモルファスカーボンをアンモニアプラズマ処理する又は
窒素を含む導電性アモルファスカーボンを水プラズマ処理することによ
り、二酸化炭素還元触媒を得る二酸化炭素還元触媒の製造方法。
（２）導電性アモルファスカーボンが窒素若しくはホウ素ドープアモル
ファスカーボンであり、窒素若しくはホウ素ドープアモルファスカーボ
ンをアンモニアプラズマ処理する、又は窒素ドープアモルファスカーボ
ンを水プラズマ処理することを特徴とする上記（１）記載の二酸化炭素
還元触媒の製造方法。
（３）基材上に導電性アモルファスカーボン層を形成し、形成された前
記導電性アモルファスカーボン層をアンモニアプラズマ処理する、又は
基材上に窒素を含む導電性アモルファスカーボン層を形成し、形成され
た前記窒素を含む導電性アモルファスカーボン層を水プラズマ処理する
ことにより、二酸化炭素還元触媒電極を得る二酸化炭素還元触媒電極の
製造方法。
（４）導電性アモルファスカーボンに二酸化炭素還元活性を付与する方
法であって前記導電性アモルファスカーボンの表面に窒素及び酸素を導
入し、前記導電性アモルファスカーボンの表面の窒素及びアミノ基並び
にＣ＝Ｏ結合を増加させることにより、前記導電性アモルファスカーボ
ンに二酸化炭素還元活性を付与する方法。
（５）窒素ドープアモルファスカーボンに二酸化炭素還元活性を付与す
る方法であって、前記窒素ドープアモルファスカーボンの表面に酸素を
導入し、前記窒素ドープアモルファスカーボンの表面のＣ＝Ｏ結合を増
加させることにより、前記窒素ドープアモルファスカーボンに二酸化炭
素還元活性を付与する方法。 （６）導電性を有し、さらに表面に窒素原
子及びアミノ基並びに酸素原子及びＣ＝Ｏ結合を有し、表面における前
記窒素原子の量が７ａｔｏｍ％以上かつ前記アミノ基における窒素原子
の量が１．５ａｔｏｍ％以上であり、前記酸素原子の量が７ａｔｏｍ％
以上かつＣ＝Ｏ結合における酸素原子の量が７ａｔｏｍ％以上であるア
モルファスカーボン二酸化炭素還元触媒。
【効果】
本発明の製造方法により、電位窓が広く水溶液の電解で水素生成反応に
よる阻害を受け難く、耐久性にも優れ高い電流効率の二酸化炭素還元触
媒及び二酸化炭素還元触媒電極を製造することができる。
【要約】

図１．実施例１及び比較例１で得られた電極のサイクリックボルタモ
　　グラムを示す図

図２．実施例１及び２で得られた電極のリニアスイープボルタンメトリ
　ーを示す図

上図２のごとく、導電性アモルファスカーボンをアンモニア プラズマ処
理する又は窒素を含む導電性アモルファスカ ーボンを水プラズマ処理す
ることにより、二酸化炭素還 元触媒を得る二酸化炭素還元触媒の製造方
法。導電性ア モルファスカーボンに二酸化炭素還元活性を付与する方法
であって、前記導電性アモルファスカーボンの表面に 窒素及び酸素を導
入し、前記導電性アモルファスカーボ ンの表面の窒素及びアミノ基並び
にＣ＝Ｏ結合を増加さ せることにより、前記導電性アモルファスカーボ
ンに二 酸化炭素還元活性を付与する方法で、電位窓が広く水溶液の電解
で水素生成反応による阻害を受け難く、耐久性にも優れた高い電流効率
の二酸化炭素還元触媒を提供することである。


図３、比較例１で得られた電極のリニアスイープボルタンメトリーを示
す図
図４（ａ）～（ｃ）、実施例１における窒素ドープアモルファスカーボ
ン（アンモニアプラズマ照射前）のＸＰＳスペクトルを示す図


図５（ａ）～（ｃ）は、実施例１におけるアンモニアプラズマ照射後の
窒素ドープアモルファスカーボンのＸＰＳスペクトルを示す図
図６（ａ）～（ｃ）は、実施例２における水プラズマ照射後の窒素ドー
プアモルファスカーボンのＸＰＳスペクトルを示す図



図７．実施例３及び比較例２で得られた電極のリニアスイープボルタン
メトリーを示す図
図８、本発明におけるＣＯ ２ 還元の仕組みを示す図
図９、実施例１で得られたアンモニアプラズマ処理したアモルファスカ
ーボン の走査速度を変化させたときの還元ピーク電流値を示す図


図１０、定電位電解で得られた電解液のＵＶ吸収スペクトルを示す図
図１１、実施例１で得られたアンモニアプラズマ処理したアモルファス
カーボンとＣｕ電極の電解時間に対する電流値の減少の割合を示す図
図１２は、定電位電解後のＣｕ電極の様子を示す写真。

✓この連載を考える前、「バイオマス発電の矛盾」を考察をしようと考
え、森林木材の含水量を簡便でに下げる術を考えたが難しいので時間稼
ぎに「人工光合成」「カーボンゼロ」の最新技術の考察に切り換える。
これはこれで、難しいが継続することに。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく

　　  　

【再エネ革命渦論 122: アフターコロナ時代 321】
●　技術的特異点でエンドレス・サーフィング

特異点真っ直中 ④



持続可能なエネルギー評価  2023.5.15 vol.57
小規模産業における太陽エネルギーの統合::地ビール醸造所への応用

【要約】
業界の脱炭素化を達成の太陽エネルギーの統合はまだ初期段階。工業用醸
造プロセスにおける太陽熱および太陽光発電の統合の報告された数少ない
事例は、中規模および大規模の醸造所に属す。したがって、この研究目的は、
太陽エネルギーの統合が現在の市況の下で中小企業にとっても有益である
かどうかを判定することにある。スペイン南部にある地ビール醸造所の消費プ
ロファイルを特徴付けるためにモニタリングキャンペーンが実施され、零細醸
造所と大規模醸造所の間で比エネルギー消費量に大きな違いがあることが
明らかにした。さらに、低温供給用の小規模コンポーネントの性能曲線は、実
際の動作条件下で調整。その結果、エネルギー消費量を計算するためのシミ
ュレーションツールがTRNSYSで作成された。その結果を測定データおよび電
力消費請求書と比較した。さらに、スペインで実施された技術経済分析により
現在の市況下では、太陽光発電システムは、グリッドからすべてのエネルギ
ーを購入する場合と比較して常に収益性が高いことが明らかになった。冷暖
房供給のためのエネルギーコストは日射量の最良の条件と市場価格で最大
39.9%削減できるが、より穏やかなシナリオでは、エネルギーコストの削減は
3.63%から11.23%の間で変動。さらに、回収期間は、有利なシナリオでは4.3
〜6.6年、慎重なシナリオでは14〜24.9年。主に日射量、従来のエネルギー価
格、および太陽光発電システムのサイズによって異なる。





※　Titol:Integration of solar energy in Small-scale Industries: Application to
    microbreweries , Sustainable Energy Technologies and Assessments,7 (2023)
    103276 ,
   Departamento de Ingeniería Energ´etica, Universidad de Sevilla, Camino de
    los Descubrimientos s/n, 41092 Seville, Spain
    AICIA - Andalusian Association for Research and Industrial Cooperation,
    Camino de los Descubrimientos s/n, 41092 Seville, Spain
    Keywords: Levelized Cost of Heat and Cold Photovoltaic Industrial heat and
     cold TRNSYS 

風蕭々と碧いの時代


John Lennon　Imagine

【J-POPの系譜を探る：1993年代】



J-POP を語るなら1993年のヒット曲を聴け。
夏を待ちきれなくて、Bye For Now、がじゃいも、すれ違いの純情、愛を語るよ
り口づけをかわそう、YAH YAH YAH、愛を贈りたいから、僕らが生まれた
あの日のように、夢 with You、慟哭、KISSに撃たれて眠りたい、晴れたらい
いね、サボテンの花、ポケベルが鳴らなくて、TRUE LOVE、裸足の女神、真
夏の夜の夢、 負けないで･･････。


[YAH YAH YAH / CHAGE and ASKA

「初恋」村下孝蔵

五月雨は緑色
悲しくさせたよ一人の午後は
恋をして淋しくて
届かぬ想いを暖めていた

好きだよと言えずに 初恋は
ふりこ細工の心
放課後の校庭を 走る君がいた
遠くで僕はいつでも君を探してた
浅い夢だから 胸をはなれない 

「♪ 浅い夢だから／胸をはなれない」  "淡い”と表現せず"浅い"とし
たのが、"共感力"を押し広げことに成功しているのではと考えました。

● 今夜の寸評：（いまを一声に託す）ゆっくり休んで　また動き出す
　　　　　　　　　When you are tired, take a rest , Then start forward afresh.
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　浄土宗　月訓