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2024-10-27 15:02:00
オランダは気候変動目標から 5 年遅れていますが、これは私たちだけではありません。温室効果ガスの排出は削減されなければなりません。そのためには、空気から CO2 を捕捉して貯蔵することが重要です。政策立案者も科学に懸念を抱いています。同社は現在、炭素の貯蔵をより簡単かつ効果的に行う新しいタイプの材料を開発した。
現在の炭素回収技術は、発電所の排出物などの濃縮された炭素源で特にうまく機能します。これらの方法は、濃度が数百分の1である空気から二酸化炭素を捕捉する効果が低くなります。しかし、CO2 レベルの上昇を抑えるには、DAC とも呼ばれる直接空気回収が必要です。空気中の二酸化炭素の量は依然として増加しており、現在は 426 百万分率 (ppm) で、産業革命以前のレベルと比較して 50% 増加しています。国連気候パネルである IPCC によると、地球温暖化を最大 1.5 度に抑えるには DAC の使用が不可欠です。
ネットゼロへ
カリフォルニア大学バークレー校の科学者によって開発された新しいタイプの吸収材は、「ネットゼロ」、あるいはマイナスの排出値の達成に役立つ可能性がある。この素材、いわゆる 「共有結合性有機フレームワーク」‘ (COF)、水やその他の汚染物質の影響を受けることなく、周囲の空気から CO2 を除去できます。 研究者らは『Nature』誌にこう書いている。 これは、これらの種類の物質の影響を受けやすい既存の DAC テクノロジーと比較して、重要な改善です。
カリフォルニア大学バークレー校の化学教授オマール・ヤギは、彼の新しい発見の成果について熱心に語ります。 「私たちはこの素材を少し取り出してチューブに入れ、バークレーの外気を素材の中に流しました。空気中から二酸化炭素を完全に、すべてを除去しました」と述べた。 「この素材は気候変動との戦いにおける画期的な進歩となるでしょう。」 Yaghi氏によると、この新素材は、製油所の排出物からCO2を回収したり、大気中のCO2を回収して地下貯蔵するためのフィルターシステムなど、既存の炭素回収システムに簡単に適用できるという。
新素材の六方晶構造。写真: Chaoyang Zhao カリフォルニア大学バークレー校
強いゲーム
主任研究員 Zihui Zhou 氏は、わずか 200 グラムの材料で木と同じ量の CO2 を吸収することができ、これは年間約 20 キロの CO2 に相当すると説明しています。 「飼料ガスの回収は、CO2 が空気中に入るのを防ぐため、気候変動を遅らせることができます。空気を直接回収することで、CO2濃度がはるかに低かった100年前の状況に戻ることができます」とバークレーの科学者は述べた。
Yaghi は、COF と MOF (有機金属フレームワーク) の両方の発明者であり、どちらも内部に細孔を持つ硬い結晶構造です。これらの細孔は、ガスが付着するための大きな表面積を提供します。ヤギ氏が開発した一部の MOF は、非常に乾燥した条件下でも、空気から水を吸収し、加熱すると水分を放出します。 Yaghi 氏は、DAC について誰も知らなかった 1990 年代から炭素回収のための MOF に取り組んできました。
大きな挑戦
「空気から CO2 を除去するのは非常に困難です」とヤギ氏は明言します。 「CO2 が付着するだけで他の物質が付着せず、水と酸素が豊富な環境でも安定しており、リサイクルが容易な、高容量の材料が必要です。また、材料の製造に必要なエネルギーが少なく、大規模に適用できなければなりません。それは大きな挑戦です。」
Yaghi氏のチームは過去20年間、水、酸、塩基などの汚染物質に耐えるのに十分な強度を持つCOFの開発に費やしてきた。実際には、他の多くの多孔質材料がこれによって深刻な損傷を受けます。同社の最新の COF-999 は、アミノ基が結合した炭素と水素のみをベースとするポリマーであるポリオレフィンの骨格から構成されています。これにより、各アミノ基が CO2 分子を保持できるようになります。 CO2 濃度 400 ppm の空気が COF にポンプで送られると、材料は 2 時間以内に飽和し、1 グラムあたり最大 2 ミリモルの CO2 を保持できます。材料をわずか 60 度に加熱すると CO2 が放出され、その後は新たな工程に使用できるようになります。
特に安定した
この材料は化学的にも熱的にも特に安定しています。容量を損なうことなく、100回以上簡単に再利用できます。 「これは、空気を直接捕捉するために現時点で入手可能な最高の装置です」とヤギ氏は誇らしげに言います。彼は、人工知能 (AI) が二酸化炭素回収やその他のアプリケーション向けにさらに優れた COF と MOF の開発に役立つと確信しています。 「私たちは、化学発明を改善し加速するために AI が提供する可能性に非常に興奮しています」とバークレーの研究者は言います。
#気候変動との戦いにおける突破口