月: 2018年12月

エコプロ２０１８のセルロースナノファイバー（CNF)関連展示

環境に配慮した製品やサービスを集めた国内最大級の展示会「エコプロ」。
今年も「エコプロ２０１８」と題して東京ビックサイトで１２月６から８日まで開催されました。

この展示会は環境問題を取り上げているので小学生の課外授業となっているようで、小学生が沢山来ていました。この会場に平日参加できる小学生は恵まれていますね。

私は毎年参加していますが、今年は昨年より面白いところが少なかったような気がしました。
ガイド本の内容も例年にあった新リサイクル技術関連の記事がなく個人的には残念でした。

その中で、今年も展示会の目玉の一つであるCNF（セルロースナノファイバー）の展示について簡単に写真でご紹介します。（CNFに関した詳細は最後の参考サイトをご参照ください）（ご参考：昨年のエコプロ２０１７のCNF関連）

CNFは資源小国の日本で資源が豊富にある貴重な新素材のためか、文科省、経済産業省、環境省の３つの省が取り組んでおり、経産省の元でNEDOが中心となり京都大学を始めとした大学等や企業が進めており、新素材としての期待の大きさが伺えました。

昨年同様、化粧品や文具などへの応用はそのまま進展しているようですが、今年は更にCNFをミッドソールに用いたランニングシューズが目に付きました。

しかしなんと行っても最大のテーマはCNV（セルロースナノビイークル）つまりCNFを自動車部品の一部として採用し、車の軽量化を図ることでしょう。

会場にはその様子がよくわかるように実物大の車の骨格模型が展示され、どの部品がCNFで作られ使われているかがわかる様になっていました。

その横では京都大学の矢野教授らによりスライドを使ったわかりやすい説明がなされていました。

以下スマホで撮った写真を列挙します。（ピントが合ってないところはご容赦（汗））

＜参考サイト＞
各省や大学、企業の関連サイトを以下リストします。

◯経産省
・部素材産業－CNF（セルロースナノファイバー）実用化への取組み

・セルロースナノファイバー（CNF）等の次世代素材活用推進事業

◯環境省
・世界初！ＮＣＶプロジェクトが始動　～ナノ・セルロース・ビークル・プロジェクト～
・ 環境省における バイオ関連の取組について

◯文部科学省
・ナノテクノロジープラットフォーム事業
・酵素処理を用い，食用にもなる素材を杉や竹の生育地で製造可能～

◯王子製紙
・世界初！三形態のCNF

◯スギノマシン
・ウォータージェット法で作製したバイオマスナノファイバー

 

世界初、CNF複合材料が最新ランニングシューズに採用
―京都プロセスを使ったCNF応用製品が世界規模で発売開始―

CNFに関しては、原料、製造方法、応用（民生用途、工業用途）など、今後共関連ニュースが継続的に出てくるのは必然ですので、特に注目される記事が出たときには
都度本ブログでご紹介すル予定です。

 

 

水素社会での水素の輸送と貯蔵の主力はMCH法になるか

水素は燃えても水しか出さない究極のクリーンエネルギーのため
今後水素エネルギーが主体のいわゆる水素社会となることが予想されているが、
そのためには大量の水素の製造、輸送、貯蔵方法の確立が必要である。

現在水素の製造については
①天然ガスの副生、②化石燃料の分解、③水の電気分解
等各種検討されている。

③の水の電気分解については、近年特に再生エネルギー特に風力発電所の余った電力の利用が検討されている。
現状では、水を電気分解した後の粗い水素ガスは不純物（酸素等）を含んでいるため、やや複雑な精製工程が必要となっている。（千代田化工建設で２０１９年２月を目処に技術検証中）

次に大量の水素ガスの運搬・貯蔵方法に付いては、
①水素を極低温（－２５３度）に冷却して液化し液体水素とする（川崎重工）、
②水素と窒素を触媒下反応させてアンモニアとする（日揮、IHI）、
③水素をトルエンと反応させてメチルシクロヘキサン（MCH）とする（千代田加工建設）
等の方法が検討されている。

以下本ブログの趣旨である③の方法に付いて記す。（①と②については後日取り上げる）

水素をトルエンと反応させMCHとする方法は体積が５００分の１となり、かつ常温・常圧で液体であり、一般的な石油輸送設備で行えるため現在最も有力な方法と考えられている。

ただし、これを運んだ後使用時には逆反応で水素を取り出す必要があり、この反応には触媒が必要で、従来２、３日の耐久性しかなかったものを、千代田加工が８０００時間の耐久性ある触媒を開発し、この方法が最有力候補として浮上している。

＜方法の概要＞は以下の通り。
まず全体のフローは以下の図の通り。（千代田加工のHPより）

１）まず各種方法で製造された水素は、トルエンと反応させMCH（メチルシクロヘキサン）とする。
つまりトルエンの2重結合の部分に水素を付加し飽和炭化水素のMCHにする。
すると水素の体積は500分の１となりこの液体の取扱も非常に容易になる。
MCHは日本の消防法では、危険物第4類・第1石油類に該当する
（MCHはトルエンに比べ毒性が低く、有機溶剤中毒予防規則の対象外）

２）従って運搬・貯蔵は常圧・常温で既にある一般的な石油輸送設備・石油タンクで行える。
３）本法の技術の核がMCHから気体の水素の取り出しを行う触媒技術。
千代田加工は触媒性能が従来２～３日だったのを２年程度継続しても利用効率が落ちない触媒の開発に成功し本法の実用化の目処が立つようになった。
そこで千代田加工はこのMCHを「スペラ水素」と名付けて事業化を目指している。

＜参考サイト＞
◎SPERA水素システムについて
◎動画スペラ水素：

上述した様に水素の運搬・貯蔵は他社でも検討している。

１）川崎重工
水素を摂氏マイナス２５３度に冷やして液体水素とする方法を採用し、
専用の設備や運搬船を開発している。
◯「水素社会の未来を切り開く」：
◯－253度の液体水素を6000kmも運搬、水素社会を支える専用船が実現

２）日揮
水素と窒素を触媒反応させて作ったアンモニアを水素の運搬手段として活用する手法の実証実験を進めている。

＜参考資料＞
経済産業省 第9回水素・燃料電池戦略協議会向け資料

 

＜付記＞
◯なぜ水素を付加するキャリヤーがトルエンなのか。
トルエンのメチル基がないベンゼンやまたベンゼンが２個のナフタレンの方がよさそうだが？
確かにMCHの水素の貯蔵密度は理論上47.0kg-H2/m3であり、ベンゼン←→シクロヘキサン（56.0kg-H2/m3）やナフタレン←→デカリン（デカヒドロナフタレン）（65.4kg-H2/m3）に比べやや劣るものの、
液体の状態を維持できる温度範囲が広い利点を持つため
（ウィキベディア）より