その他

日本曹達と京都大学　Pt‐W水素発生電極触媒で世界最高効率

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2020年11月9日

　日本曹達と京都大学はこのほど、新たに白金（Pt）とタングステン（W）の固溶合金ナノ粒子（Pt‐W固溶合金）を合成し、水の電気分解による水素発生反応（HER）で世界最高レベルの触媒活性を達成した。

　HERはPt原子上の水素イオンの還元と吸着水素原子間の結合で水から水素ガスを生成する反応で、クリーン燃料の水素製造に重要な技術。Ptは最も高活性だが希少で高価なため、使用量削減や高効率化が求められている。

　Pt触媒の高活性化には水素原子と触媒表面との吸着エネルギーの調整が鍵で、Ptを基本元素とした固溶合金ナノ粒子による改善が検討されているが、周期表8~11族の金属元素が主で、周期表3~7族の遷移金属（Mo、Wなど）の報告はほとんどない。

　固溶合金ナノ粒子は前駆体カチオンを還元剤で還元して合成するが、Wは大きな負の酸化還元電位で還元しにくいため、Ptとの酸化還元電位差を考慮し熱分解法で合成した。収差補正走査透過電子顕微鏡のEDS（X線分光法）分析で、Ptに数％のWがドーピングされた直径約5㎚のPt-W固溶合金であることを確認。酸性条件下のHER特性は、㎃/㎠の電流密度に必要な過電圧はPt単体触媒の7割程度でよく、単位Pt質量当たりの水素発生効率は3.6倍であった。

　理論計算から、W原子に隣接するPt原子は負電荷を帯びて水素原子の吸着エネルギーが弱まり、還元された水素原子が水素分子として放出されやすくなり高効率化する、と結論づけた。W増量によるPt活性サイトの増加、周期表3~7族の他の遷移金属との組み合わせ、HER触媒としての材料最適化により、活性が飛躍的に向上する可能性がある。高性能HER触媒の実現と社会実装によるクリーン燃料「水素」の効率的生産で、エネルギー問題や環境問題を解決し、安全でエコロジーな社会実現への貢献が期待される。

デンカ　窒化珪素を能増、機能性セラミックス材料を強化

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2020年11月6日

　デンカは5日、xEV向け放熱材料の事業強化の一環として、大牟田工場（福岡県）で製造する窒化珪素の能力を現行比から約3割増強すると発表した。稼働時期は2022年度下期を予定しており、機能性セラミックス事業の強化を目指す。

窒化珪素
窒化珪素

　窒化珪素とは熱的・機械的特性に優れた代表的なエンジニアリングセラミックの1つであり、同社は生産能力、市場シェア共にトップクラスを誇っている。xEVの普及に伴い、放熱材料市場の伸長だけでなく、車載部品の高性能化により、高熱伝導性や高信頼性など、その要求水準が飛躍的に高まっている。同社の窒化珪素は、高熱伝導性をはじめ高強度、耐摩耗性、高信頼性といった特長から、車載駆動用インバーター向け放熱基板や風力発電向けベアリングボール、半導体製造装置など構造材用途で高い評価を得ている。今回の能力増強により、安定供給体制をさらに強化するとともに、多様なユーザーニーズに答えていく。

　同社は経営計画に基づく成長戦略の一環として、5G・xEVを中心とした環境・エネルギー分野に注力。1915年の創業以来培ってきた無機材料の高温焼成・窒化反応・粒径制御などの基盤技術をもとに、球状溶融シリカ、窒化ホウ素、球状アルミナ、蛍光体など多岐にわたる機能性セラミックスを提供するトップメーカーとして、先月市場に投入した球状マグネシアのほか、新たな素材の開発にも積極的に取り組んでいる。また、今後需要の増加が見込まれるLIB向け超高純度アセチレンブラックの安定供給に努めるとともに、5G用途のLCPフィルムや低誘電絶縁材料（LDM）など、機能性セラミックス以外の新素材開発も進め、環境・エネルギー分野の2022年度の営業利益200億円達成を目指す。

　同社はSDGsを羅針盤に、通信速度の高速化や電気自動車の性能向上に向け5G・xEV用途を広げ、スペシャリティー事業の成長を加速させていく方針だ。

環境・エネルギー分野の主力製品図
環境・エネルギー分野の主力製品図

 

日本触媒など3社　高吸水性樹脂の新規リサイクル技術を開発

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2020年11月6日

　日本触媒は5日、リブドゥコーポレーション（大阪府大阪市）、トータルケア・システム（福岡県福岡市）と共に、使用済み紙おむつ中の高吸水性樹脂（SAP）に関する新規リサイクル技術を開発したと発表した。なお今回の技術は、世界で流通する様々なSAPに適用できる。使用量が増加し続ける紙おむつに対し、リサイクル促進への期待が高まっている。

使用済み紙おむつの再資源化
使用済み紙おむつの再資源化

　環境省が今年3月に「使用済紙おむつの再生利用等に関するガイドライン」を公表。国土交通省でも下水道への紙おむつ受入れのためのガイドライン策定を目指している。こうした中、紙おむつのリサイクルシステムを国内で初めて構築したトータルケア・システムは、リサイクル処理後の再生パルプを建築資材の原料（外壁材、内装材など）として有効利用している、ただ、プラスチックはマテリアルリサイクルの研究開発を進めているものの、固形燃料としてサーマルリサイクルしている。

　日本触媒は2018年より、SAPのリサイクルの取り組みに参加。リサイクル技術の検討を開始し、大人用紙おむつメーカー大手のリブドゥコーポレーションとトータルケア・システムの3社による共同研究により、新規リサイクル技術の開発に成功した。

　これまで使用済み紙おむつのリサイクル工程では、尿を吸収して大きく膨らんだSAPは紙パルプの回収率を低下させたり、SAPを回収しても性能低下が大きく再利用が難しかったり、といった課題があった。これらの課題に対し、①尿を吸収して大きく膨らんだSAPに処理を施して紙パルプとの分離性を高め、紙パルプ回収率を向上させる技術、②SAPの性能低下を最小限に抑えて回収する技術を開発。これらの技術は、リサイクル時の省エネルギー化や河川などの水質保全も配慮され、日本触媒以外が製造するSAPにも適用が可能だ。

紙おむつの再資源化技術 三社の役割
紙おむつの再資源化技術 3社の役割

　3社は今後、同技術を実用レベルまで高めていくとともに、素材原料メーカー、紙おむつメーカー、リサイクル事業者である3社の知見を生かして、リサイクルしやすい素材開発、紙おむつ開発、環境にやさしい使用済み紙おむつ新規リサイクル技術の開発・実用化を進める計画だ。

 

NEDO　無電力熱エネ輸送のループヒートパイプを開発

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2020年11月4日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）はこのほど、未利用熱エネルギー革新的活用技術研究組合（TherMAT）と名古屋大学とともに、世界最大6.2kWの熱エネルギーを無電力で輸送できるループヒートパイプを開発した。3者は、エネルギーの供給過程で排出される未利用熱の革新的活用技術に関する研究開発に取り組んでいる。

世界最大6.2kWの熱エネルギーを無電力で輸送できるループヒートパイプ
世界最大6.2kWの熱エネルギーを無電力で輸送できるループヒートパイプ

　近年、工場排熱や自動車エンジンからの排熱など、これまで未利用であった熱エネルギーを有効活用する技術が注目されている。このような熱は、排出されている場所が利用先から離れている場合が多く、有効利用のためには、高温の熱源から利用先まで熱を損失なく運ぶ熱輸送技術が極めて重要になる。

　こうした中、2009年に名古屋大学は、電力を使用することなく半永久的に大量の熱輸送を可能にするループヒートパイプ技術を開発。ループヒートパイプは、多孔体が液を吸い上げる毛管現象を駆動源としており、高温廃熱を動力源として駆動することができるため、電力不要の熱輸送技術として期待されており、近年、スマートフォンなどの電子機器への適用が広がっている。しかし、これまでは熱輸送量が数百W程度と少なく、自動車や工場の排熱利用に適用できるような大量の熱輸送を行うことができなかった。

　そこでNEDOは、TherMATと名古屋大学とともに、未利用熱エネルギーの革新的活用技術研究開発事業の一環として、「ループ型ヒートパイプの研究開発」に取り組み、今回、大熱量ループヒートパイプを開発し、電力を使わずに6.2kWという世界最大の熱エネルギーを2.5m輸送することに成功した。

　今後、自動車のエンジンや工場からの排熱利用、電気自動車やデータセンターの機器類の熱マネジメント、大型発熱機器の冷却などへの適用を図り、抜本的な省エネルギー化を目指す。

日本ペイント　自動車補修用のオール水性塗料システムを発売

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2020年11月4日

　日本ペイントはこのほど、自動車補修用の次世代型オール水性システム「nax E-CUBE（イーキューブ）WB水性システム」に作業者の健康配慮と環境負荷低減を両立させた新製品「（2:1）NNクリヤー」と「プラサフ ヴィータ」を加え全面リニューアルしたと発表した。

　環境問題が重視される中、自動車補修業界でも従来の溶剤系塗料から環境に配慮した水性塗料への置き換が進むが、水性塗料では溶剤系塗料並みの乾燥性と仕上がり性は困難で、カラーベース（色彩や意匠）に留まっていた。また、生産性向上だけでなく、作業者の健康や環境への意識が高まり、働きやすい安全・安心な職場環境を実現するため、クリヤー（光沢と耐候性）やプラサフ（プライマーとサーフェーサー兼用の中塗り）の水性化も求められてきた。

　「nax E-CUBE WB水性システム」は人と環境の両面に配慮した次世代型オール水性システムで、VOC排出量は溶剤系システム比で約70％削減し、作業性向上と環境負荷低減を同時に可能とした。「（2:1）NNクリヤー」は70℃20分の乾燥でポリッシュ可能な速乾性と同社溶剤系クリヤーと同等の高外観を備え、「プラサフ ヴィータ」はパテ巣穴隠ぺい性を維持しつつ乾燥性を向上させた。今後はウェットオンウェットやグレーバリエーション仕様の設定など、さらなる作業効率の改善に取り組む。

　2005年よりキーコンセプトとして掲げている「E-CUBE」は3つのE（Easy×Exciting×Ecology）を表すが、今年、鈑金塗装事業のサスティナビリティに係るもう1つのE（Engagement）を加えて「E3 PLUS」とした。従業員の会社への愛着、鈑金塗装事業者と顧客や周辺地域との絆といったエンゲージメントを強めることで、一層のサスティナブルな事業経営を実現していく考えだ。

日本ペイント　自動車補修用

エア・ウォーター、宇宙ベンチャーのロケット開発に協力

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2020年11月4日

　エア・ウォーターとエア・ウォーター北海道（北海道札幌市）はこのほど、スペースウォーカー（SPACE WALKER：東京都港区）と北海道大樹町で打ち上げを計画する同社のサブオービタルスペースプレーンの設計・開発・運用での協力関係構築の基本合意書を締結したと発表した。

　スペースウォーカーは東京理科大学発の宇宙ベンチャー企業で「宇宙が、みんなのものになる。」というスローガンの下、飛行機に乗るように自由に宇宙を行き来できる未来を目指している。弾道軌道で高度約100㎞に到達し、有翼飛行で帰還・着陸するサブオービタルスペースプレーンの設計・開発、運航サービスの提供を目的に2017年に設立。現在は技術実証機の設計・開発や、2020年代前半の打ち上げに向け同スペースプレーンの設計・開発を進めている。大樹町では「北海道スペースポート構想」の下、官民一体となり「宇宙のまちづくり」を進め、発射場の整備や滑走路の延伸・新設など航空宇宙産業の形成を推進中だ。

　一方、エア・ウォーターは1970年代から宇宙ロケット開発に携わり、供給設備の納入や大学との研究開発のほか、北海道内トップの産業ガスメーカーとして製造・貯蔵・運搬・使用方法の豊富な知見と技術をもつ。搭載予定のLOX（液体酸素）/メタンエンジンでの燃料メタン（LNG）などの産業ガスの利用を検討する。

　今後、ロケット打ち上げ時の液体酸素やメタンなどの供給、バイオ液化メタンのロケット燃料での実証試験や地上設備に関する検討を共同で行う。宇宙産業という先進技術への挑戦を通じて、北海道の未来に貢献していく考えだ。

NEDOと浪江町　水素活用の協定を締結、道の駅に供給

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2020年11月2日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）と福島県の浪江町はこのほど、水素の普及拡大に向け連携・協力する基本協定を締結したと発表した。なお、同協定は2022年3月31日までとなっている。

NEDO石塚理事長と浪江町の吉田町長
NEDO石塚理事長と浪江町の吉田町長

　NEDOは、浪江町に建設した再生可能エネルギーを利用した世界最大級の水素製造施設「福島水素エネルギー研究フィールド（FH2R）」を通じて、低コストでクリーンな水素製造技術の確立を目指している。

　一方、浪江町は「浪江町復興計画【第二次】」（2017年3月）に基づき、「エネルギーの地産地消の実現と新しい産業の創出」を目指すとともに、今年3月には「ゼロカーボンシティ」を宣言し「水素社会実現の先駆けとなるまちづくり」に向けた取り組みを進めている。こうした中、両者は、水素の普及拡大を視野に連携・協力する基本協定を締結した。

　同協定による初の取り組みとして、浪江町が「道の駅なみえ」に設置した純水素型燃料電池にFH2Rで製造した水素を供給し、今月から施設内の一部に電力供給と熱供給を行う予定。

　今後も、NEDOと浪江町はFH2Rで製造した水素の利活用や情報発信に取り組み、水素の普及拡大をけん引していく。

 

ランクセス　連続繊維強化複合材を押出しブロー成形可能

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2020年10月30日

　ランクセスはこのほど、押出しブロー成形の適用範囲を拡張し、連続繊維で強化された熱可塑性複合材「テペックス（Tepex）」が同製造プロセスで使用可能になったと発表した。ポリアミド（PA）6部品のブロー成形と、「テペックス」による重負荷箇所の局所補強が同時に行える。車の躯体補強用の中空部のブロー成形構造部品にも適する。「テペックス」を広範囲に使って部品を薄くし、重量と材料の低減が可能。また熱可塑材のみの構成なので、単一材料再生リサイクルのループを確立できる。

　従来の製法は中空部品に「テペックス」を溶接するため、成形工程が余分に必要だった。今回は管状のパリソンを押し出すと同時に加熱で可塑化した「テペックス」インサートをブロー成形の金型に配置し、パリソンを金型内で膨らませて「テペックス」部分も同時に成形し、「テペックス」で局所補強された部品が完成。「テペックス」成形とブロー成形の一体化で製造プロセスはワンステップ化し、サイクルタイムは短く高い経済効率性を実現した。

　「テペックス」の連続繊維は母材に完全に含浸されており、ブロー成形中の圧力で接合一体化されエアポケットは生じない。ブロー成形材と「テペックス」の接合性は優れ、低ブロー成形圧力でも小半球などの3次元形状の成形が可能。PA6とPA66ベースの高粘性化合物の製品群があり、ガラス繊維強化の有無も選択可能。非補強PA化合物は高い耐衝撃性と柔軟性が求められる「テペックス」補強のタンクなどの中空部品に適し、ガラス繊維強化タイプは軽量構造部品に適する。「テペックス」は連続繊維ファブリック補強やガラス、アラミド、炭素繊維のラミネート補強タイプ、複合母材もPA6、PA66やPPやPEなどのポリオレフィンも選択できる。

　同社は包括的カスタマーサービス「ハイアント」に材料・用途・手順・技術開発の専門性を結集し、部品開発のコンセプトデザインから材料最適化、部品特性シミュレーション、加工、部品性能テスト、量産開始までの全ての段階でカスタマーサポートを提供している。

三菱ケミカルホールディングス　建設市場向けの新たなサービス事業を開発

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2020年10月30日

　三菱ケミカルホールディングスはこのほど、人手不足・環境対応（省資源や廃棄物対応、温暖化ガス削減）といった建築業界の課題解決に貢献するため、近年急速に普及しつつあるBIM（ビルディング・インフォメーション・モデリング）を活用し、素材メーカーの着眼点で新たなソフトウェアを開発したと発表した。

　今月より、同社グループで住宅設備、建築資材を取り扱う三菱ケミカルインフラテック（東京都中央区）のサービスの一環として、同ソフトウェアを活用したビル外装にかかわる2つの提案を開始した。

　内容は、①2Dまたは3D図面データを活用した各種シミュレーションモデルと高機能レンダリングとを組み合わせ、クラウド環境下で迅速に施主や設計者などに提供する②個々の工程で必要とされる2Dまたは3D図面データを自動的に生成し、施工会社や加工各社に提供する、となっている。

　国内外を問わず多くの専門事業者が存在する建築市場に対し、同社グループが販売する「アルポリック」をはじめとしたビル外装材に関するサービスを開始することで、将来的には他商材や他領域に同様の取り組みを展開することを視野に入れている。

　チーフ・マーケティング・オフィサー（CMO）の市川奈緒子執行役員は、「当社グループは、建材というモノとソフトウェアサービスを融合する新たな事業展開をスタートする。川上の素材を多くもつ当社グループの技術力、データやノウハウを建築や製造のバリューチェーンに生かすものだ。当社グループは、今後も設計からリサイクルまで含めた製品ライフサイクル全体のサステナビリティに貢献する、新規ビジネスモデル開発を続け、社会に価値を提供していく」とコメントしている。

デンカ　青海工場に高効率ガスタービン発電機を竣工

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2020年10月30日

　デンカは29日、ESG経営に基づくCO2などの温室効果ガス排出削減の取り組みとして、クロロプレンゴムやセメント・特殊混和材などの製造拠点である青海工場（新潟県糸魚川市）に約40億円の環境投資を行い新たに自家発電用の高効率ガスタービン発電機を竣工したと発表した。現行の火力発電に比べ発電効率が約25％向上し、年間8000㎘以上の燃料使用量（原油換算）と1万6000t以上のCO2排出量を削減する。

青海工場の高効率ガスタービン発電機
青海工場の高効率ガスタービン発電機

　同社は化学メーカーの責務として、パリ協定を念頭においた中長期の温室効果ガス排出量削減目標を策定。1万6000t以上のCO2排出削減により中期目標の全削減量の約3％、エネルギー起源の排出削減量の約6％相当の削減効果を見込む。十分な排出削減・省エネ効果を達成できるとして経済産業省より約5億円の補助金交付「エネルギー使用合理化等事業者支援事業」の採択を受けている。

　中長期的なクリーンエネルギー利用拡大の一環として、現在、千葉工場（千葉県市原市）への高効率ガスタービン発電機導入による年間約1万2000t以上のCO2削減を目指しており、新潟県姫川と青海川で建設中の2カ所の水力発電所稼働による年間約3万5000tのCO2削減と合わせ、全体で年間6万3000t以上のCO2を削減する。

　今後もSDGsを羅針盤に環境保全・保護の取り組みを進め、地球環境に配慮した企業活動を通じて持続可能な社会の実現に貢献する考えだ。