新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）

NEDOなど　バッチ連続生産の医薬品製造設備を検証

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2021年6月30日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）などはこのほど、バッチ連続生産方式を採用した再構成可能なモジュール型の医薬品製造設備「iFactory」（アイファクトリー）について、従来の主要な方式に比べエネルギー削減では約8割、廃棄物では従来比3~4割の削減が見込めることを確認したと発表した。

実用化に向けて開発が進められている「iFactory」のモジュール（左）と自動分析装置（右）
実用化に向けて開発が進められている「iFactory」のモジュール（左）と自動分析装置（右）

　医薬品の国内市場規模は2030年までに25.7兆円の市場に成長すると予測される。国内外を問わず、医薬品に使用される高機能化学品の多くは、バッチ式製造法により製造されるが、発生する廃棄物量やCO2量の削減と「オンデマンド生産」への適応が課題となっている。

　こうした中、NEDOが取り組む技術開発テーマの1つとして、「再構成可能なモジュール型単位操作の相互接続に基づいた医薬品製造用『iFactory』の開発」を、2018年度から開始。高砂ケミカル、田辺三菱製薬、コニカミノルタケミカル、横河ソリューションサービス、テックプロジェクトサービス、大成建設、島津製作所、三菱化工機および産業技術総合研究所（産総研）が、連続合成法とバッチ式製造法を組み合わせたバッチ連続生産方式を採用したモジュール型の医薬品製造設備「iFactory」の開発を行っている。

　これまでの検証から、バッチ連続型プロセスで実際に製造した医薬・ファインケミカルズ関連の3品目で洗浄・濃縮・晶析・ろ過が、1時間当たり10kgの生産速度で、8時間連続稼働できることを確認。また、生産工程の1つである「ろ過」を連続方式にすることで、一般的なバッチ方式の装置に比べ8時間稼働で78％、連続反応器による反応工程に導入した連続方式の設備で84％に相当するエネルギー削減効果を実現した。さらに、連続化による洗浄溶剤の使用量や切り替え洗浄の回数の大幅軽減で、従来のバッチ方式で製造した医薬・ファインケミカルズ関連の3品目で30~40％の廃棄物削減効果が見込める結果となった。

　今後はプロトタイプの製作と実証を進め、日本の医薬品製造での省エネルギー化・生産と資源の効率化に貢献する生産設備の構築と実用化を目指す。

 

ダイセル　ポスト5Gシステムを開発、NEDO事業に採択

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2021年6月30日

　ダイセルはこのほど、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が公募した「ポスト5G情報通信システム基盤強化研究開発事業」について、2つの研究開発が採択されたと発表した。同社はこれを機に、エレクトロニクス実装材料の研究開発や事業化を加速し、経済産業省とNEDOが進める日本のポスト5G情報通信システムの開発・製造基盤強化に貢献する。

NEDOに採択された、「ミリ波・テラヘルツ帯向け高機能材料・測定の研究開発」概要
NEDOに採択された、「ミリ波・テラヘルツ帯向け高機能材料・測定の研究開発」概要

　「先導研究（委託）/基地局関連技術」では「ミリ波・テラヘルツ帯向け高機能材料・測定の研究開発」が採択。ポスト5Gの後半以降、ミリ波からテラヘルツ帯の高周波を利用することで通信帯域を確保し、さらなる高速大容量、超低遅延、および多数同時接続の実現が期待される。

　しかし、ミリ波（30～300G㎐）やテラヘルツ帯（300G㎐~3T㎐）では、伝送ロスによる信号品質の劣化や材料の測定技術が確立されていない。これらの課題解決に向け、同社は①次世代超ローロス低誘電材料、②平滑導体と低誘電材料の高信頼性接合、③テラヘルツ帯通信用材料の測定技術を開発する。この先導研究により、ポスト5Gの基地局向けリジッドプリント配線板の低誘電材料や接合の事業化、測定技術の標準化を目指す。

　一方、「先導研究（助成）/先端半導体製造技術（後工程技術）」では「ポスト5G半導体のための高速通信対応高密度3D実装技術の研究開発」が採択。ポスト5Gは、通信インフラからエッジデバイスまで、膨大な情報を低遅延で高速に伝達する半導体高度化技術への要求が急速に高まる。その実現には前工程の微細化加工だけではなく、複数の半導体を3次元で集積する先端後工程の重要度が増している。

NEDOに採択された、「ポスト5G半導体のための高速通信対応高密度3D実装技術の研究開発」概要
NEDOに採択された、「ポスト5G半導体のための高速通信対応高密度3D実装技術の研究開発」概要

　ポスト5G半導体に必要な高速通信対応高密度3次元実装を実現するために、①高周波対応高密度パッケージCu焼結接合技術、②高信頼・高性能ビルトアップ半導体サブストレイト技術、③高周波パッケージ導波路コネクタ技術を開発する。この先導研究により、先端後工程向けのCu焼結接合材料やバンプ形成絶縁接着材料の事業化、装置、周辺材料、プロセスなどのノウハウ組合せによるソリューションの提供、およびサブストレイト技術や導波路コネクタ技術の標準化、デファクト化を目指す。

　同社は、今後も長年培ってきた高機能材料や加工技術の強みを生かした様々な最先端の技術開発に取り組み、便利・快適な社会の実現に貢献していく考えだ。

NEDOなど　カルボン酸合成技術開発、ギ酸を有効利用

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2021年6月29日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）などはこのほど、計算・プロセス・計測の三位一体による技術開発スキームを活用し、高効率な触媒を使い、ギ酸とアルケンから様々な化学品の基幹原料となるカルボン酸を合成する技術を開発したと発表した。

　NEDOは超先端材料超高速開発基盤技術プロジェクトに取り組み、革新的な機能性材料の創製・開発の加速化を目指している。今回、産業技術総合研究所（産総研）、先端素材高速開発技術研究組合（ADMAT）、日本触媒と共同で、安全で環境に優しいカルボン酸の合成技術を開発した。

　カルボン酸は、ポリエステル、ポリメタクリル酸メチル（PMMA）、高吸水性樹脂などの高分子材料、医薬品、農薬などの有用化学品の基幹原料となるため工業的な応用も期待されている。しかし、これまでに報告されている例では、高圧条件や有毒で爆発性の高い一酸化炭素（CO）を使用することや、触媒以外にヨウ化メチル（CH3I）など環境負荷の高い複数の添加剤を大量に使用することが問題となっていた。

　今回開発した技術は、従来のような高圧条件を必要とせず、有毒で爆発性の高いCOガスや環境負荷の大きい添加剤を使用しない。さらに、ギ酸はCO2と水素から高効率に合成できるので、CO2を利用したクリーンな原料とみなすこともできる。この技術が実用化されれば、CO2を炭素資源として利用するカーボンリサイクル社会実現への貢献が期待できる。

　今後、触媒系の反応効率をさらに向上させるために、ロボティクスを活用したハイスループット実験により触媒のさらなる改良を迅速かつ効率的に実施し、最終的には化学品の連続生産技術であるフロー合成に使用できる固定化触媒の高速開発を目指す。

　なお日本触媒は、新化学技術推進協会（JACI）がオンラインで開催する「第10回JACI/GSCシンポジウム」（6月28~29日）で、研究成果の詳細を発表する予定。

 

NEDO　革新的マテリアル技術の研究開発8件に着手

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2021年6月25日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）はこのほど、将来の国家プロジェクトなどにつながる革新的なマテリアル技術の先導研究として、8件の研究開発に着手した。15~20年以上先の新産業創出に結びつく革新的マテリアル技術のシーズを育成し、データ駆動型ものづくりや、ポスト5G技術の中核マテリアル、サプライチェーンの安定化・国内化、迅速なウイルス対策といったイノベーションの実現を目指す。

　新型コロナウイルス感染症の拡大や世界規模の異常気象、各国企業・政府間での技術覇権争いの激化、持続可能な開発目標（SDGs）への意識の高まりなど、イノベーションを巡って大きな情勢変化が起きる中、「統合イノベーション戦略」が昨年閣議決定された。強みがあるものの競争力を失いつつあるマテリアル分野を、戦略的に推進するための重要技術基盤と位置づけ、4月には「マテリアル戦略」を策定。これを受け、「マテリアル革新技術先導研究プログラム」を開始した。

　今年度は「プロセスインフォマティクス技術」「スーパーファインセラミックス技術」「革新的な資源マテリアルプロセス技術」「ウイルス感染症対策向け新規マテリアル関連技術」の4つのテーマ区分を設定し、公募した研究開発の中から8件を採択した。

　今後は、これらテーマの推進に加え、マテリアル分野のイノベーション創出に向けて、取り組むべき研究開発内容の情報提供依頼（RFI）と、マテリアル分野の重要技術のシーズ発掘を目的とした調査事業を行っていく。

 

NEDO　タイで電気電子機器廃棄物リサイクル実証開始

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2021年6月23日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）はこのほど、委託先のアビヅとともに、タイ・バンコク近郊のリサイクル工場に電気・電子機器廃棄物（WEEE）の破砕・整粒から選別までを自動化したタイ初の一貫リサイクルシステムを構築し実証運転を開始した。

　タイでは生活水準の向上を背景に、WEEEが増加する傾向にあるが、回収や処理に関する法律の整備が追いつかず、不適正な廃棄物処理が原因とされる作業員の健康被害や水質・土壌汚染などが課題となっている。

　このような背景の下、NEDOとタイ工業省工場局は2019年にWEEEのリサイクル実証事業に取り組むことに合意。委託先アビヅとともに、タイでリサイクル事業を手掛ける日髙洋行エンタープライズのゲートウェイ工場（チェチュンサオ県プレーンヤーオ郡）にWEEEの一貫リサイクルシステムを構築した。

　日本の高度リサイクル技術を活用したシステムで、WEEE破砕後のプラスチックやガラス、金属などの混合物の粒度や比重を選別し、銅やステンレス、アルミ、貴金属などの有価物を効率よく回収する。実証試験は来年2月末まで行い、環境に配慮した適正なWEEEリサイクルシステムの確立を目指す。

　さらに、タイ国内では処理できない金や銀などの貴金属と、鉛や亜鉛などの有害廃棄物の混合物を、有用資源として日本で再資源化する取り組みも始める。これにより国際的な資源循環を実現し、アジア各国でのリサイクルモデルの確立につなげる考えだ。併せて、日本の家電リサイクル法や小型家電リサイクル法を参考にしながら、タイに適した廃棄物処理に関わるガイドラインを策定する共同検討にも着手する。

 

NEDO　バイオジェット燃料の飛行検査で普及に一歩

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2021年6月21日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）はこのほど、助成先のユーグレナが製造したバイオジェット燃料を国土交通省航空局の飛行検査機に提供し、6月4日に東京国際空港（羽田空港）から中部国際空港まで飛行する飛行検査業務を行ったと発表した。

　この燃料は、微細藻類ユーグレナ（和名：ミドリムシ）由来の油脂と使用済み食用油（廃食油）から製造され、4月にバイオジェット燃料国際規格「ASTM D7566」の適合試験に合格。さらに既存の石油系ジェット燃料と混合したものも合格している。

　NEDOは2030年頃のバイオジェット燃料の商用化を目指し、2017年度から「バイオジェット燃料生産技術開発事業」を進めている。2020年度からはバイオジェット燃料の原料調達から航空機への搭載までのサプライチェーンの構築に向け、ユーグレナが「油脂系プロセスによるバイオジェット燃料商業サプライチェーンの構築と製造原価低減」事業を開始。神奈川県横浜市に米国で開発されたバイオ燃料アイソコンバージョンプロセス技術（BICプロセス）によるバイオ燃料製造実証プラントを建設し、実証試験を行っている。

　今後も生産技術の拡張や製造コスト低減などの課題解決に取り組み、バイオジェット燃料の普及に道筋をつけ、航空分野の温室効果ガスの排出量削減に貢献していく考えだ。

NEDO　高性能・低コストの蓄電池の研究開発に着手

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2021年6月17日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）はこのほど、現行のリチウムイオン電池（LIB）を性能・生産コストの両面でしのぐ蓄電池の研究開発事業「電気自動車用革新型蓄電池開発」をスタートしたと発表した。産学官が連携した、材料開発から電池設計・試作や特性評価・解析まで対応する共通基盤技術の研究開発で、今年度からの5年間、事業総額は110億~120億円の予定だ。

　自動車の電動化が進展する中、車載用バッテリーは利便性（航続距離、充電時間など）と高い生産コストが普及への課題で、高エネルギー密度化による性能向上とコスト低減が強く求められている。現行LIBは、エネルギー密度と安全性がトレードオフの関係にあり、バッテリーパックが車両コストの約3分の1を占めるといわれ、さらに電極活物質や電解質に使われるリチウムやコバルトは調達が困難になる懸念がある。

　今回は、前プロジェクト「革新型蓄電池実用化促進基盤技術開発」の成果を踏まえ、エネルギー密度、安全性、日本のオリジナリティが高い「フッ化物電池」と、安全性と低コスト化に有利な「亜鉛負極電池」をターゲットにする。　

　資源制約や調達リスクの少ない元素を活用した高性能・低コストの電極活物質・電解質を開発し、それらを用いた電極構造の開発やセルの設計・試作、そして特性評価・解析に対応した共通基盤技術の研究開発を行う。またその評価結果をもとにセルの充放電性能などをシミュレーション予測する技術を開発し、事業終了後も参画企業が実用化開発を継続する中で、バッテリーパックとしての実用化の達成可能性を総合的に評価する。

　委託先の代表機関は京都大学で、素材関連は旭化成、昭和電工マテリアルズとダイキン工業、電池関連はパナソニックと日本電気、自動車関連はトヨタ自動車、日産自動車と本田技術研究所、そして東京工業大学や産業技術総合研究所をはじめとする17の大学・研究機関が参加し、NEDOはこれらプレーヤーの英知を事業内で好循環させるマネジメントを行う。自動車産業や蓄電池産業の競争力維持・向上につながる革新的な車載バッテリーの実用化を実現する、技術的なブレークスルーの早急な創出を目指す。

NEDO　石炭火力のアンモニア混焼、技術開発を加速

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2021年6月16日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）はこのほど、石炭火力発電所で燃料にアンモニアを利用するための「カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発/アンモニア混焼火力発電技術研究開発・実証事業」について、2件の技術開発テーマを採択した。

　「CO2フリーアンモニア燃料 火力発電所での利用拡大に向けた研究開発」（委託先は電源開発、中外炉工業、電力中央研究所、産業技術総合研究所、大阪大学）と「100万kW級石炭火力におけるアンモニア20％混焼の実証研究」（助成先はJERAとIHI）で、事業期間は今年度からの4年間、全体予算は110億円程度だ。

　アンモニアは窒素と水素からなる無機化合物で、水素を高密度で貯蔵・輸送できる水素エネルギーキャリアとしての役割が期待されている。「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」でも、燃焼してもCO2を排出しないアンモニアが石炭火力発電所での混焼用脱炭素燃料の主力になると想定し、燃料アンモニア産業を重要分野の1つに位置づけている。

　今回、既設の石炭火力発電設備へアンモニアバーナーを導入し、石炭との混焼技術の開発を行うとともに、燃料としてのアンモニアを安定的かつ安価に調達する可能性について調査する。また、100万kW級商用石炭火力発電設備で、アンモニア混焼バーナーによるアンモニア20％混焼時の実証運転を行う。

　アンモニアの混焼技術を確立し、アンモニアを燃料として利用する体制を構築し、石炭火力発電所から排出されるCO2を2030年からの中長期で一層削減する。また、アンモニアをはじめとする水素エネルギーの社会実装につながる技術開発を推進する考えだ。

 

 

NEDO　航空機エンジン向け合金開発と材料DBの構築

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2021年6月10日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）はこのほど、航空機エンジン用国産材料の競争力強化に向け、革新的な合金開発と材料データベースの構築を行う2件の研究開発事業に着手した。

　CO2排出量削減に向け、低燃費・高性能の航空機が求められている。その中で、航空機エンジンには高い安全性や品質保証体系、航空当局の認証管理などが要求されることから、欧米企業を中心とした寡占状態にある。日本の航空機エンジン産業は国際共同開発への参画を通じて事業規模を拡大してきたが、さらなる拡大には技術革新による優位性を維持し、設計段階から開発に携わる戦略的パートナーとなることが不可欠だ。

　今回、航空機エンジン用材料開発のための「革新的合金探索手法の開発」と、国産材料の競争力強化のための「航空機エンジン用評価システム基盤整備」事業に着手。高温・高圧環境に耐え、軽量で耐熱性、耐摩耗性、熱伝導性、導電性などに優れる合金の開発には、金属元素の組み合わせとプロセス条件決定のための膨大な実験が必要で、天文学的な時間がかかる。そこで合金探索に必要な良質のデータを大量かつ高速に収集し、マテリアルズ・インフォマティクスによるデータ駆動型合金探索手法を開発し、航空機エンジンへの適用可能性を模索する。

　一方、航空機エンジンには材料段階から厳しい認証基準などがある。国産材料の競争力を高め、材料データを効率的に得るために、関連企業や研究機関などと連携してデータベースを整備し、それに基づいて実際に部材を製造し性能評価試験などを行う。

　参加企業・機関はJX金属、IHI、川崎重工業、三菱重工航空エンジン、本田技術研究所、三菱パワー、産業技術総合研究所、金属系材料研究開発センター、物質・材料研究機構、筑波大学で、プロジェックトリーダーは東京大学大学院工学系研究科の榎学教授が務める。新合金を開発し、認証取得に必要なデータベースを構築し、航空機エンジンへの適用と日本の航空機エンジン産業の国際競争力強化を目指す。新合金による軽量化とエンジン高効率化による燃費改善で、2040年に約93万tのCO2排出量削減が期待される。

産総研　有機シラン合成用高効率ロジウム錯体触媒を開発

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2021年6月9日

　産業技術総合研究所（産総研）はこのほど、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が進める「有機ケイ素機能性化学品製造プロセス技術開発」について、産総研が有機ケイ素原料を効率的に合成できるロジウム錯体触媒を開発したと発表した。副生成物の発生が少なく精製工程が簡略化でき、シランカップリング剤の基幹原料を収率99％以上で合成できる。

　シランカップリング剤は無機材料と有機材料を結合する性質をもち、高機能複合材料に広く利用されている。様々なシランカップリング剤を安価に供給することで、エコタイヤや半導体封止樹脂、FRP（繊維強化プラスチック）などの高機能複合材料の低価格化が期待できる。多くのシランカップリング剤の基幹物質となるクロロプロピルシランは、白金やイリジウム錯体触媒を使って、ヒドロシランと塩化アリルの反応により合成されるが、収率は70～80％程度で、複数の副生成物が生成する。

　今回、触媒構造と生成物の関係に着目。新しい触媒はロジウム金属とフッ素を含み、2つのリン原子がロジウム金属に結合する配位子を組み合わせた。副生成物を生成する触媒構造は不安定なことから、主成分を生成する安定な触媒構造に変化するため、副生成物の生成反応が大幅に抑制される。微量のロジウム錯体でも、目的のクロロプロピルシランを実験室レベルで99％以上の収率で単一合成できた。触媒量5㏙の場合、触媒回転数（触媒が不活性化するまでの触媒1分子当たりの反応回数）は14万回に達し、工業触媒として十分な耐久性をもつことが確認された。

　産総研は引き続き同事業でシランカップリング剤反応のスケールアップ実験を行い、工業的な実施可能性を検証する。また触媒性能の解析を進めて、高機能で安価な有機ケイ素材料の提供を目指す。