酢は気候危機との戦いの秘密の材料になる可能性がある

2023 年 5 月 22 日

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ロレッタ・ワイルド著、モナッシュ大学

モナシュ大学の化学技術者らは、大気中の過剰な二酸化炭素（CO2）を利用し、マイナスの炭素排出を生み出す可能性のある酢酸を製造する工業プロセスを開発した。

酢酸はいくつかの工業プロセスで使用される重要な化学物質であり、家庭用酢、ビニール塗料、一部の接着剤の成分でもあります。 世界中の酢酸の産業需要は年間 650 万トンと推定されています。

Nature Communications に掲載されたこの世界初の研究は、現在使用されている液体ロジウムまたはイリジウムベースの触媒に代わる経済的な固体触媒を使用して、回収した CO2 から酢酸を製造できることを示しています。

液体触媒には追加の分離および精製プロセスが必要です。 加工を必要としない製造方法で作られた固体触媒を使用することで、排出ガスも低減します。

主任研究者のアクシャット・タンクセール准教授は、この研究は産業界で広く採用される可能性があると述べた。 「CO2は大気中に過剰に存在しており、地球温暖化と気候変動の主な原因です。たとえ今日すべての産業排出を止めたとしても、自然のバランスがゆっくりと保たれるにつれて、地球温暖化の悪影響は少なくとも1000年は続きます。過剰なCO2です」とタンクセール教授は語った。

「大気から CO2 を積極的に除去し、回収した CO2 を大気中に戻さない製品に変換することが緊急に必要です。私たちのチームは、大規模に適用できる、産業上関連性のある新しい方法の開発に焦点を当てています。負の排出を促進するために必要です。」

研究チームはまず、金属有機フレームワーク（MOF）と呼ばれる材料のクラスを作成しました。これは、有機架橋で結合された鉄原子の繰り返し単位で構成される高度に結晶性の物質です。

次に、制御された環境で MOF を加熱してこれらの橋を破壊し、鉄原子が集まって数ナノメートルの粒子を形成できるようにしました。

これらの鉄ナノ粒子は多孔質炭素層に埋め込まれているため、過酷な反応条件下でも安定したままでありながら、高度に活性化されます。 酢酸製造用の鉄ベースの触媒が報告されたのはこれが初めてである。

工業的な観点から見ると、新しいプロセスはより効率的でコスト効率が高くなります。 環境の観点から見ると、この研究は、環境を汚染している現在の製造プロセスを大幅に改善する機会を提供します。

これは、酢酸製品の販売によって業界に経済的利益をもたらしながら、気候変動を遅らせる、または潜在的に逆転させる解決策を意味します。

研究者らは現在、オーストラリア研究評議会（ARC）の炭素利用とリサイクル研究ハブの一環として、業界パートナーと協力して商業化に向けたプロセスの開発を進めている。

詳しくは： Waqar Ahmad et al、熱的に変換された MIL-88B 触媒による CO2 から酢酸への水相変換、Nature Communications (2023)。 DOI: 10.1038/s41467-023-38506-5

雑誌情報:ネイチャーコミュニケーションズ

モナシュ大学提供