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気候変動は、地球規模で優先的に取り組むべき深刻な問題です。世界各国は、地球温暖化と気候変動の影響を軽減するための政策を策定しています。例えば、欧州連合（EU）は、2050年までに気候中立を達成するための包括的なガイドラインを提案しています。同様に、欧州グリーンディールは温室効果ガスの排出削減を優先課題としています。
排出される二酸化炭素（CO2）を回収し、化学的に有用な製品に変換することは、地球温暖化を抑制し、その影響を緩和する一つの方法です。科学者たちは現在、二酸化炭素の貯留と処理を低コストで拡大する有望な方法として、炭素回収・利用（CCU）技術を研究しています。
しかし、世界規模でのCCU研究は、主に約20種類の変換化合物に限られています。CO2排出源の多様性を考えると、より幅広い化合物の利用可能性が不可欠であり、そのためには低濃度でもCO2を変換できるプロセスに関するより詳細な研究が必要になります。
韓国の中央大学の研究者チームは、廃棄物や豊富な天然資源を原料として利用するCCUプロセスが経済的に実現可能であるかを研究している。
ユン・ソンホ教授とイ・チョルジン准教授が率いる研究チームは最近、工業用二酸化炭素とドロマイト（カルシウムとマグネシウムを豊富に含むありふれた堆積岩）を使用して、ギ酸カルシウムと酸化マグネシウムという2つの商業的可能性のある製品を生産することについて論じた研究を発表しました。
「二酸化炭素を利用して、気候変動の影響を緩和しつつ経済的利益を生み出す価値ある製品を生産することへの関心が高まっています。二酸化炭素の水素化反応と陽イオン交換反応を組み合わせることで、金属酸化物の精製と価値あるギ酸エステルの製造プロセスを同時に実現する方法を開発しました」と、Yin教授は述べています。
研究者たちは、触媒（Ru/bpyTN-30-CTF）を用いて二酸化炭素に水素を付加し、ギ酸カルシウムと酸化マグネシウムという2つの付加価値生成物を生成しました。ギ酸カルシウムはセメント添加剤、凍結防止剤、動物飼料添加剤として利用されており、皮革なめしにも使用されています。
一方、酸化マグネシウムは建設業界や製薬業界で広く使用されています。このプロセスは実現可能であるだけでなく、非常に高速で、室温でわずか5分で製品を製造できます。さらに、研究者たちは、このプロセスは従来のギ酸カルシウム製造方法と比較して、地球温暖化係数を20%低減できると推定しています。
研究チームはまた、環境への影響と経済的実現可能性を研究することで、この方法が既存の生産方法に取って代わることができるかどうかを評価しています。「結果に基づいて、私たちの方法は二酸化炭素変換に代わる環境に優しい代替手段であり、従来の方法に取って代わり、産業用二酸化炭素排出量の削減に貢献できると言えます」と、Yin教授は説明しました。
二酸化炭素を有用な製品に変換することは有望に思えますが、これらのプロセスは必ずしも大規模化が容易ではありません。多くのCCU技術は、主流の商業プロセスと比較して経済的実現可能性が低いため、まだ商業化されていません。「CCUプロセスを廃棄物リサイクルと組み合わせることで、環境的かつ経済的に実現可能にする必要があります。これは、将来のネットゼロエミッション目標の達成に役立つ可能性があります」とリー博士は結論付けました。
詳細情報：Hayoung Yoon他「ドロマイト中のマグネシウムおよびカルシウムイオンのダイナミクスをCO2を用いて有用な付加価値製品に変換する」Journal of Chemical Engineering (2023). DOI: 10.1016/j.cej.2023.143684
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