論文・プレプリント

Reza Karimpour, Massimo Figari, Marco Dardano

本論文は、船舶搭載型二酸化炭素回収（OCCS）の一種であるカルシウムループ（CaL）プロセスから生じる固形残渣の海洋処分に関するガバナンス上の課題を検討している。MARPOLとロンドン条約・議定書のインターフェースに着目し、炭素クレジットとトレーサビリティ、規制適合性、環境基準、責任分担の4つのギャップを特定した。そして、残渣の分類に基づく段階的予防的枠組みを提案し、今後のIMOルール策定に貢献する。

Ahmet ÇAKANEL

本論文は、直接空気回収（DAC）システムにおける炭素認証可能性の制約下で、完全性を優先した制御手法を提案する。炭素クレジットの信頼性を確保するための技術的枠組みを提供する。

Jessica Allen, Simin Moradmand, Haley Redfern +1

本論文は、溶融塩電解法を用いたグリーン鉄製造と二酸化炭素回収技術について述べている。非消費性アノードを用いた酸素発生反応により、従来の二酸化炭素排出を抑制する。特に、鉄電解製造の最適化と高価値炭素材料へのCO2変換に焦点を当て、エネルギー要件やプロセス設計の課題を検討する。

Fatin Aliya, Mardhati Zainal Abidin, Azizul Buang

本研究は、二酸化炭素回収・水素製造技術として注目される乾式メタン改質（DRM）とプロセス安全に関する研究動向を、1997～2024年の1036件の論文をもとに書誌分析した。その結果、2017年以降研究が急増し、中国と米国が主要な推進国であること、安全性テーマとしてシンガス生成、炭素析出・触媒失活、プロセス強化など4つが抽出された。今後の方向性として、本質的安全設計と予測的安全監視の重要性を指摘している。

David Y. Shu, Boxun Huang, Y. G. Kim +3

本論文は、石炭火力発電所の部分負荷運転を考慮した溶剤ベースの炭素回収プロセスの設計最適化を提案。確率的最適化とデータ駆動型モデルを用いて計算負荷を低減し、変動する排ガス条件に対応。設計段階で負荷変動を考慮することで、設備サイズと総コストを6-9%削減し、炭素回収コストを0.7-1.7%低減できることを実証。

Oana R. Luca

本研究は、空気中からCO2を直接回収する電動スイング法に用いるキノン系吸着剤の合理的設計を目指し、有機電気化学的機構を解析した。還元電位とCO2付加の自由エネルギーとの相関を計算し、新規キノンアミノ化イミダゾリウム骨格を合成。電解質不要で酸素還元を回避する特性を持ち、耐久性向上のための分解経路も特定した。分子設計と電気化学の融合により、次世代DAC用吸着剤開発への指針を提供する。

Jenna Ynzunza, Cocoro Nagasaka, Dominic Ross +2

本論文は、CO2の直接電気化学変換におけるインジウムクラスター触媒の構造と活性の関係を解明。アミン系吸収材を用いたCO2回収後の変換プロセスでの副反応抑制に焦点を当て、触媒表面の役割を実験的に検証した。

Rahul Kumar

本論文は、微細藻類を用いた炭素隔離と廃水からの栄養塩回収を強化するための遺伝子工学・合成生物学の最新技術を概説する。CRISPR/Cas9によるゲノム編集や代謝経路の再設計などにより、炭素固定効率や栄養塩吸収能を向上させる戦略を紹介している。大規模応用に向けた分子ツールの進展を整理した章である。

Amrutha Shivaraju, Harika Vaddi, Amaramma B. Yaraladdi +1

本レビューは、微細藻類や藻類-細菌コンソーシアムを用いた炭素・栄養塩同時捕捉におけるマルチオミクス技術の最新動向を統合する。アンテナサイズ最小化やピレノイド構造最適化などのシステムレベル研究が、光合成効率と栄養利用を改善することを示す。廃水・排ガス結合プロセスからのバイオマス・バイオ燃料生産への代謝工学の応用を議論し、オフグリッド環境でのリアクター実装を提唱する。

Rehab Mostafa Mohamed, Imran Ahmad, Ahmed Hamdy Zabady +1

バイオ水素（bio-H2）は持続可能なカーボンニュートラルエネルギーであり、このレビューは酵素・菌株工学、固定化光バイオリアクター設計、in-situガス回収などの最新進展を概説する。CCSとの統合により温室効果ガス削減とクリーンエネルギー転換を促進し、循環型低炭素経済への移行に貢献する可能性を示す。

D H Kim, Woong Kim, Da Hye Won

本研究では、CO2電解還元の陽極反応をバイオマス由来アルコール酸化に置き換え、CO還元（CORR）とHMF酸化のペア電解を提案。Cu電極とVドープNi電極を用いたMEAフローセルで、CORR-HMFORはセル電圧を0.3V低減し、エチレン部分電流密度-176 mA cm-2、FDCA生成速度1.7 mmol cm-2を達成。技術経済性とLCAにより、高CO利用効率と高付加価値FDCAによる費用対効果の高い経路であることを示した。

Rabah Mokhbi

本プレレビューは、バイポーラ膜電気透析とCO2電解槽を統合したBMEEDシステムを紹介する論文を評価する。システムは98%の選択性でCO2をCOに変換し、34.00 kWh/kg-COのエネルギー消費を達成し、分離システムより17%のエネルギー削減を示す。技術経済分析ではCO生産の均等化コストが42%削減され、193ドル/トン-COで採算性が見込める。

Paulina Núñez-Valenzuela, Julián O. Ovis-Sánchez, Elías Razo-Flores

ホモ酢酸菌は無酸素環境でCO2と水素を利用して酢酸やエタノールを生成する。この特性を活用した気候変動対策と持続可能エネルギー創出の可能性を探る研究。

Jang H.

本論文は韓国のCCUS法の法的枠組みを分析し、ロンドン議定書を通じた国際協力の重要性を論じている。CCUSの法的整備と国際的枠組みの調和を探る内容。

Wang M.

本特集号は、CCUS（炭素回収・有効利用・貯留）の文脈における炭素回収技術に焦点を当て、最新の研究動向を概観する。

Dufour M.

本論文は、北欧諸国がネットゼロ目標を達成するために、回収・貯留（BECCS）を活用して残存排出量を相殺する方法を検討。BECCSのポテンシャルが国ごとに不均等であるため、その配分問題にも焦点を当てている。

A. Sheibani, Wenbin Zhang

本研究は、英国のアルミニウム製錬所からのCO₂排出を回収し、マグネシウム炭酸塩に変換するプロセスの技術経済性を評価した。蛇紋岩ルート（スコットランド産）と海水ブラインルートを比較し、蛇紋岩ルートの方が経済的に viable で、約11年の単純回収期間と16%の内部収益率を示した。海水ルートは20年以内に損益分岐点に達しなかった。この結果は、オンサイトでの鉱物炭酸塩化が商業的に実行可能なCO₂削減手段であることを示している。

Shihao Xing (22659505), Yuyang Xia (24378948), Meng Li (79487) +4

本研究は、石炭系固形廃棄物（CSW）を用いた炭素ネガティブ充填材について、反応温度（25～130℃）がレオロジー特性、炭酸固定量、力学特性に及ぼす影響を系統的に調査した。55℃で最大炭酸固定率5.23％、一軸圧縮強度7.08 MPaを達成。温度上昇に伴い降伏応力が増加し、85℃を超えるとポンプ圧送限界を超えることを明らかにした。これらの知見は、CSW充填材によるCO2固定プロセスの最適化に資する。

Kun Xiao (137726), Wenting Zhang (342162)

本論文は、第三者CCSサービスを考慮した化石燃料電力サプライチェーンにおける最適なCCS導入と電力価格設定を差分ゲーム分析により探求する。消費者の環境認識がCCS導入意欲を強化し、集中型意思決定がサプライチェーン効率と市場性を向上させることを示した。さらに、電力需要が均衡結果に大きな影響を与え、需要の閾値がCCS導入と価格設定を変えることを明らかにした。

Shukai Wu, Shuai Hou, Bo Meng +1

本研究では、KClを唯一のグリーンな鋳型塩として用い、リグノスルホン酸ナトリウムを超微細孔性炭素に変換する方法を報告している。得られた炭素材料はCO2捕捉に高い効率を示し、CCUS技術への応用が期待される。