高機能・ライフサイエンス・原料・素材

　産業技術総合研究所（産総研）はこのほど、高周波平面回路などに用いる金属材料の導電率を100G㎐超までの超広帯域にわたって簡便に測定する技術を開発した。

　通信インフラとし第5世代移動通信システム（5G）の事業化が進む一方で、次世代のポスト5G/6Gの研究開発も注目されている。6Gではさらなる高速大容量通信のためにミリ波（周波数100G㎐超）の利用が見込まれるが、周波数が上がるほど伝送損失は増大し消費電力も上がるため、低消費電力材料が求められている。

　高周波回路では、伝送損失は誘電体基板の誘電損失と金属線路の導電率で決まるが、金属・誘電体接着面での導電率低下が問題である。産総研は、誘電体基板で金属円板を挟んだ平衡型円板共振器を用いて、170G㎐までの超広帯周波数帯の誘電率測定技術を開発してきた。

　しかし、金属導電率に関しては、周波数100G㎐超帯での簡便・高精度な計測技術はない。今回、誘電体基板で金属箔を挟んだ誘電体共振器に対して、高次モード励振の共振特性から導電率を決定する電磁界解析アルゴリズムを開発し、10~100G㎐超の超広帯域にわたる簡便かつ従来と同等精度での計測を実現した。この技術により、5Gや6Gの低消費電力化に向けた材料開発が加速すると期待される。

　技術の詳細は、オンライン開催の国際会議IMSで先月発表された。今回、独立した金属円板の導電率計測を実証したが、今後、銅箔を誘電体基板上に実装した銅張基板の導電率計測を実証するとともに、銅張基板のミリ波帯での損失低減に向けたプロセス技術開発に貢献していく。さらに、ポスト5G/6G時代を見据えて、500G㎐までの計測技術の開発を進める考えだ。

　エア・ウォーター、鹿島建設、日鉄パイプライン&エンジニアリング、日本エアープロダクツの4社が共同で実施している「家畜ふん尿由来低炭素水素を活用した水素サプライチェーン実証事業」がこのほど、2019年度の「土木学会環境賞（Ⅱグループ）」を受賞した。同事業は、環境省の委託事業「地域連携・低炭素水素技術実証事業」として、2015年度から実施している。

　北海道河東郡鹿追町に家畜バイオマス由来の水素製造供給施設「しかおい水素ファーム」を設置し、バイオガスの新用途としての水素利用の有効性を実証した。家畜ふん尿による環境汚染や廃棄物の課題解決と、エネルギー使用によるCO2排出削減など、酪農地域での水素エネルギー適応性を明らかにした点が評価された。家畜ふん尿のメタン発酵施設「鹿追町環境保全センター中鹿追バイオガスプラント」で製造するバイオガスを用いて、同センター内の「しかおい水素ファーム」で水素ガスを製造している（設備能力は約70N㎥/h）。

　水素は、センター内の定置型水素ステーションで燃料電池（FC）自動車・フォークリフトのほか、純水素型燃料電池によるセンター内のチョウザメ飼育施設のエアレーション電源・水温保持熱源としても利用しており、昨年9月までは、畜産農家や帯広市内の観光施設にも水素を運搬し、電気と温水を供給していた。

　今後、水素サプライチェーンの他地域への展開に向け、水素運搬・貯蔵、災害時の活用など、さらなる課題解決のために実証期間を2年間延長（2021年度まで）する予定。帯広市内、鹿追町内の農業倉庫でのFCフォークリフトへの水素供給のほか、帯広市内で非常時電源にも対応した水素吸蔵合金・FC利用システムの実証を行う。製造・利用一貫の水素サプライチェーンを構築し、地産地消の水素エネルギー社会の実現に貢献していく考えだ。

　大王製紙はこのほど、プラスチック代替可能な高密度厚紙に耐水・耐油性を付与した「エリプラ＋（プラス）」を開発し、先月より原紙（巻取・平判）の販売を開始した。

　同社は、海洋プラスチックごみ問題に対応し、プラスチック代替素材として必要な剛性を持ち、生分解性があり、食品・添加物基準に適合する、蛍光染料の溶出のない「エリプラペーパー」を昨年上市した。

　「エリプラ＋（プラス）」は、プラスチックフィルムを使わずに耐水・耐油性をプラスしたもの。耐水性は、吸水量（コッブ法）が従来品に比べ18g/㎡と約3割改善。耐油性も、耐油度（キット法）が1未満から8~10程度へと大幅に改善された。揚げ物、炒め物、スープなど水分や油分を多く含む食品のテイクアウト容器や、アウトドア用の紙皿、ボウル、スプーンなどにも使いやすい剛性があり、電子レンジ加熱にも対応している。米坪380～1000g/㎡、厚み0.42~1.30mm、密度0.76~0.90g/㎠の6種のラインアップで、幅広い用途への展開も可能だ。

　「エリプラペーパー」は、｢Eliminate Plastic（脱プラ）」の頭文字を冠した地球環境に配慮した製品として展開。今回、耐水・耐油性を付与した「エリプラ＋（プラス）」により用途展開を広げ、「脱プラ」の環境配慮型製品の開発を通じて地球環境への取り組みを強化していく考えだ。