【テクノロジー】二酸化炭素を吸着する画期的バッテリー、MITの科学者が開発 [11/10]

2019/11/10 08:30
https://forbesjapan.com/articles/detail/30608
https://vimeo.com/368583616
https://2019.images.forbesjapan.media/articles/30000/30608/photos/compress/30608d3a2ba4fb257dcca233be7e9fb41f0cd.jpg

マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究者らが、空気からCO2を効率的に除去する新たな方法を開発した。このシステムは低コストで商業化が可能で、様々な用途への応用が期待されている。

気体からCO2を除去する方法は他にもあるが、その多くはCO2が大気よりも大幅に高濃度な場合にしか使えない上、長時間を要する化学プロセスが必要だった。

今回開発された手法は、特別なバッテリーを用いる。このバッテリーは充電中にCO2を吸収し、放電中に純粋なCO2を放出する。この技術を開発したのはMITの化学工学部に在籍する2名のエンジニアで、研究成果は「Energy & Environmental Science」に掲載された。
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/EE/C9EE02412C#!divAbstract

このバッテリーには、ポリアントラキノンと呼ばれる化合物でコーティングした薄い電極シートが使われている。電極は充電中にCO2に対する親和性が高くなり、大気中のCO2濃度が400ppmでも気体を吸収する。

バッテリーが放電しているときは、電極はCO2に対する親和性がなくなり、CO2ガスを放出する。これらの反応は、通常の室内の温度と気圧で起こる。

この手法は、多くの用途に利用することが可能だ。例えば、飲料のボトリング工場では、これまで化石燃料を燃やして炭酸飲料用のCO2を作っていたが、この仕組みを用いれば大気からCO2を採取することができる。

また、発電所では1つのバッテリーを充電しながらもう1つのバッテリーを放電させ、継続的にCO2を採取することができる。

採取した気体は圧縮し、地中に貯留することができる。この仕組みは、二酸化炭素回収・貯留と呼ばれている。近年、大気中のCO2を取り除いて圧縮し、地下深部に貯留する手法は多く用いられている。

貯留する地下層には、枯渇した油田やガス田が使われるが、多孔質の岩は大量のCO2を吸収することができる。また、気体はCO2を必要とする工業用途に利用することができる。

研究者らはこの技術が将来的に商用化可能だと考えている。コストは、従来の手法に比べて格段に安いという。

「我々のチームは熱エネルギー源やシステム圧力の変化、化学薬品の追加を必要とせずに分離と解放のサイクルを完了させ、環境問題に対処する新しいテクノロジーの開発に力を入れている」と研究チームのT. Alan Hattonは述べている。

編集＝上田裕資

> 貯留する地下層には、枯渇した油田やガス田が使われるが、多孔質の岩は大量のCO2を吸収

新潟でこれやった結果が中越地震とか言うオカルト説もあったなぁ

植物が壊滅ｗ

>>1

考えた奴、馬鹿化の無し
まったく意味が無いことの気付け

植物「ファッΣ(*ﾟДﾟ*)」

当製品は原料を一切使用しておりません

>>4

nihon go de OK

人工光合成の商業化への最後の一押しになるかな
植物に頼る必要がなくなって、森林伐採に歯止めが無くなるな

第三者による検証してみそ
https://www.axismag.jp/posts/2019/10/151716.html

本当ならバッテリー式電気自動車終了だな。空気中のCO2とソーラー発電で電気分解した水素でエタノール作ってエンジン動かしても温暖化ガスの排出が0になる。

まあ一種の空気電池だよね
特徴は電極に有機材料を使ってるところ

アホやなあ

二酸化炭素を吸着して何かいいことあると思ってんのか

CO2の回収装置はいくつかあるんだけど、いずれも高濃度・高圧
といった条件下でないと効率が著しく落ちる

だから工場の煙突みたいなところくらいしか使いどころがなかった
それに再使用するためのコストもかなり掛かるというのが問題だった

充放電を繰り返すだけで空気中の二酸化炭素だけを選択してポンプする機構か
おもしろいなこれ

ただ、本当に二酸化炭素だけしか吸着しないのかということと、
効率がどれくらいかって話になりそう

>>11
どっちなｎ？
あ：二酸化炭素を吸着すると充電される
い：別の電源から充電している最中だけCO2をたべる

使われてる電極はどちらもカーボンナノチューブなんだけど、
陰極がフェロセン、陽極はポリアントラキノンで皮膜されている

このキノン類が充電時にカルボン酸に変わる事でCO2を捕捉してる

>>14
あ、やっぱりポンプなんだ
バッテリーとしての能力は期待したらあかんやつやね

極性を反転させて、放電を始めると捕捉したCO2は
電極から放出される

で、この電力をもうひとつのバッテリーの充電に使うと
殆どエネルギーを要さずにCO2が回収できるという仕組み

これで化石燃料使い放題だなw

>>18
直結したら（電圧＋電圧）/２で充電も放電もしなくなるから
人間が何かしてやらんと

このバッテリは大気中のCO2回収に大いに役立ちそう
なんだけど、それ以外にも宇宙機や潜水艦といった
環境で特に役立つ事になるだろうね

通常呼吸レベルでもCO2を捕捉でき、簡単に再使用できる
と言うのはこれまでになかった
エネルギー効率も高いしね

二酸化炭素吸収より酸素へ変換を都合よく見てみぬ振りをする利権者の多さは異常

酸素にまでする必要は無いんで
二酸化炭素と水素でギ酸なりジメチルエーテルなり作って液化できれば十分

これはいわば、有機エレクトロニクスから生まれた空気二次電池だけど
こうした有機系の電極材料の研究って結構古くて1970年代にはもう
始まってたりする

2003年には1%未満の濃度のCO2を電気化学的に分離する事に
成功してるけど、バッテリとしての研究が進んだのはここ10年くらい
日本でも名工大なんかが開発を進めてる

大型バッテリーで放電だと炭酸中毒ｗｗｗ

４００ppmが放出時１００００ppmぐらいになるのなら工業処理の使い勝手がかなり上がる

このバッテリのサイクル回数は7000回を超えるとの事

ちなみにコストの方は、CO21トン当たり50ドルで回収可能らしい
これは研究者の試算だけどね

実際電極の製造もかなり安価に出来るようだし、結構普及しそう

純度高けりゃ資源になるんだっけ充電できて金にもなる

ビルゲイツ金だせよ。

どこかで見たような形状だったと思ったら、ディーゼルの触媒だったｗ
https://www.cataler.co.jp/aee2018/diesel/scr-f.php
ディーゼルの触媒　専門家に見せてみな？

カーボンナノキューブ

色々使われているね
飯島澄男ノーベル賞まだ可能性あるな

>>8
二酸化炭素を集めるだけだからな
二酸化炭素から炭素を切り離して酸素を高効率に作る方法なんて今の技術じゃ無理だろう
それこそ、植物のように自己増殖しながらやってくれるような装置でも作らない限り

その「集めるだけ」がこれまで非常にコスト高
だったんだがね

ちなみに名古屋工業大の有機電極は二酸化炭素を還元する
と同時にギ酸やメタノールを生成する事に成功してるよ

バッテリーの進化があるていど行き詰って、同等の性能でCO2吸着っていう付加価値が付くなら別だが、
CO2吸着っていう付加価値が、容量やコスト、エネルギー効率等バッテリー性能との差別化で勝てるとは思えない。

>>4
いや、最後まで読んでやれよ。
最終的には圧縮して岩石に吸収させる。

充放電サイクル7000回って時点で、もうリチウムイオンバッテリ
超えてるがね

また早稲田が試作したポリアントラキノンの有機空気二次電池では
リチウムイオンバッテリと遜色ない120mAh/gの高容量が得られてる

コストについては、高価なリチウムも電極も不要なんだから
言うまでもない

そもそも既存のバッテリではどうやろうとCO2の吸着は出来ない

理解してないようだけど、これはバッテリの形をとった電気化学的な
CO2回収装置であって、その意味では性能の優劣など考える必要がない
と言っても、実際には十分優秀なバッテリとなり得るだろうがね

金星でも火星でもつかえるな

バッテリーがあれば電気が使えるな

>>15
いのほうじゃない？

曇天模様の空の下
蕾のままで揺れながら

>>1
環境的に意味があるもんじゃないしなｗ
工業的に意味があるもの。

無理にCO2を強調してエコ感だしてるあざとい記事だな。
別にそういうもんじゃないだろ。

>>1
金があれば二酸化炭素を吸着回収出来る言うことやね!!

これ温暖化対策より空気清浄機として欲しいな。
教室とかでCO2濃度が上がると集中力が低下したり眠気を誘うらしいからな

>>46
潜水艦や似たような環境で使えそう。

>>3
植物が壊滅すれば動物も壊滅だよな

作る過程でクソほどCO2出るんでしょ？

>>49
化石燃料以外で発電した電力で回収すればいいだけ

>>1
植物も似たような事やってるよね。

太陽光を浴びて光合成する時は、ＣＯ２を吸収して栄養を充電。
その栄養を代謝して活動エネルギーを生成する時つまり呼吸作用では
動物同様にＣＯ２を排出する。　だが、吸収したＣＯ２の大部分は
植物の幹枝葉という形で固定される。

そのバッテリーに蓄積された電力で吸着したＣＯ２を、エタノールとかに
効率良く変換できる仕組みを備えたら、これは大発明だろねえ。

ハウス栽培でCO2発生させながら収穫するロボットが欲しいです
よく考えたらそれ人間というか俺だった…

普通にクロレラなどに吸収させて、網でコシとって、圧縮して地中に埋めた方が、
現在の技術で可能、低コスト、安全、クリーン　じゃね？

C(炭素)は重要な物質、生命にも工業にも不可欠
O2(酸素)は重要な物質、生命にも工業にも不可欠
CO2は毒で、温暖化の主原因で、この世から消さなければならない

H2は
Oは
H2Oは毒で、温暖化の主原因で、この世から消さなければならない

CH4は
いかりゃk

炭素だけを吸着して酸素は解放しろよ

>>53
クロレラをまともに増やそうと思うと肥料が必要なので全然低コストじゃない
クロレラだけを増やそうとするとコンタミを防ぐための工夫が必要で全然低コストじゃない
そういう施設や肥料を作るために排出されるCO2の方がクロレラが吸収するCO2より多いこともあるからクリーンじゃない

クロレラだけじゃなくても藻でもミドリムシでもそれ系なら何でもいいんじゃないあとは濾して押し固めて

エネルギー効率が良いというリチウムイオンバッテリーの充放電で新品でも5%程度のエネルギーロスが出る。　古くなりゃ20%〜
このバッテリーに充放電してエネルギーロスするよりそのぶん電力系統に流してどこかの化石燃料発電所の出力を落とした方が圧倒的にCO2が削減できる。

元々バッテリーが必要なところならこのバッテリーを使うよりエネルギー効率の良いバッテリー使って電力ロスを減らした方がエコロジー

>>58
主機能副機能を反対に取らえてる
バッテリー機能主でCO2を副産物として得るって発想ではなく、
CO2を得るのが主機能であって、バッテリー機能を持ってる事で電気をリサイクルできてエネルギーロスが減るって事

充電池とディーゼル触媒を接続した装置だろ

有機エレクトロニクスだつってんのに、理解してないねえ
触媒の活性頼りのディーゼルなんかよりよほど汎用に有効だよ

https://i.imgur.com/5lTV0P9.jpg

・充電の効率が大気中のCO2濃度に制約される

・大気中のCO2総量はほぼ変化なし


デメリットしかないじゃん

低コストで大気中から二酸化炭素を回収できる、って話だぞ
放電したときに二酸化炭素をまた大気中にもどすのはアホのやること
そういう使い方はしない

そうやって二酸化炭素埋めたら酸素分子が枯渇する。

閉鎖環境じゃあるまいし
大気中のCO2全てを除去したって、呼吸には何の影響もないよ

金星から二酸化炭素を地球に持ってこよう

閉鎖環境という事で言えば、ISSはいまだにゼオライトによるCO2吸着を
使ってたりする

ただ、以前は宇宙空間に排出してたCO2を水素と反応させて水に戻して
再利用するようになってる

吸着剤だと貴重な電力を消費しないから、ISSやら通常潜なんかでは発電容量に十分
余裕ができるまでは廃れないと思われる

世の中には任意のガスから特定のガスを濃縮できる、濃縮器っていう装置があって
分子の大きさが特定できている場合は極度に濃縮するのは難しくても
大雑把に濃縮するのは簡単なんだよ。

低濃度のそれを濃縮するにはそれだけの時間あたりの流量か、濃度が必要で
流量が確保できないなら、時間が必要ってことになる。
当然として、時間的な効率は恐ろしく悪くなるのは目に見えている。

ゼオライトからの脱着には高温に加熱する必要があり
そのためにISSはかなりの電力を使ってる

有機電極の場合は、単に極性を逆転するだけで殆ど
エネルギーを消費しなくて済む

二酸化炭素は空気中の水に吸着するのが簡易なわけで、
その吸着した水（海水）は空気中より恐ろしく高い濃度で存在している（酸性化した海水）
普通に海水からＣＯ２除去するほうが効率的であり、何の努力もしないでもその機能を
果たすそれはこの世に大量にある。
護岸の浅瀬を全て人類が占有し、古来の浅瀬には海草が腐るほど生えていたわけ、
互換を固め、コンクリート化したそれが原因よ、最近は川底すら掘り起こしコンクリートで
固める作業が繰り返されている。
水辺という水辺はことごとく自然放置にはされず見た目がよくない利便性が悪いという理屈で
整頓（除去）され合理化されている、本来の自然は自然に帰せ、水辺付近を全て人類には
近づけさせるな！
ＣＯ２を吸着する植物でもっとも効率が高いのはアマゾンの森林などではなく、浅瀬の
マングローブだということは科学的に説明されているのに情報操作されている。
海抜０ｍやそれ以下の地域を人類が占有し洪水やら水害と訴え、堤防を強化している
なんで水害が起こる地域ばかり人が占有するんだよ。

吸着量は電極の表面積でいくらでも高められる
そのための多層構造になってる事はちゃんと書いてあるがね

地上でならこれ使うより、高温加熱に廃熱が使える製鉄所やごみ焼却場でゼオライトほつかって二酸化炭素回収した方がいいって事ですね。

　
　
米海軍の「海水燃料」がもたらす大変革
https://www.newsweekjapan.jp/stories/us/2014/04/post-3242_1.php

ビニールハウス内でこれやったらどうよ。

これはすごい技術に思える。
>>72そのとおりですね。

>>74
その熱を生産性のあるところで使ったらどうか。

ビルゲイツ財団はこれに金出さないのかね

確かずいぶん昔に、炭酸水を電気分解すると
蟻酸ができるとかいう話を観た気がする。