論文・プレプリント

Sai arjit Anand

本論文は電気化学的炭素回収技術の可能性を探り、従来の化学吸収法に代わるスケーラブルな脱炭素化経路として評価する。エネルギー効率とコスト面での課題を分析し、実用化への展望を示す。

L Chen, Xiangzhou Yuan, Lei Feng +5

本論文は、バイオ炭工学におけるAI・機械学習の応用を俯瞰し、実験検証やデータ駆動型設計が不足している(<5%)と指摘。LLMによるデータ抽出、能動学習による目標特性設計、深層学習による分析自動化など5つの方向性を提案し、研究室から産業へのスケールアップ可能なAI駆動エコシステムを描く。

Sandeep Patil*, Saloni Patil, Shruti Kulkarni

本論文は、発電所やセメント、鉄鋼、化学産業からの炭素排出を浄化する技術（CO2回収、活性炭ろ過、電気集塵、触媒酸化、生物浄化）を総説する。課題は高コスト、エネルギー消費、メンテナンスの複雑さであり、先進材料や再生可能エネルギー統合、CCS、スマート監視システムが解決策として提示される。産業の持続可能な発展に不可欠と結論づける。

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。

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。

Zainulin S, Storozheva A

本論文は、CO2/H2S共注入の長期挙動予測のための階層カスケードサロゲート（HCS-CO2S）を提案する。5つの物理的に順序付けられたカスケードレベルで構成され、盲検予測で100年間の誤差蓄積を抑制し、全組成ターゲットの空間分布を再現することを実証した。

1 CUBE

本稿は船舶へのCO2回収技術の後付け導入の可能性について紹介する。BlueXPRTプロジェクトにおけるCO2回収システムの開発、統合・後付け戦略、Green Marineプロジェクトの概要を説明する。脱炭素技術の実装に向けた展望を提示する。

Zsófia Bognár, Jeannette de Sparra Lundin, Sune M. Christensen +2

本研究は、多層カーボンナノチューブに固定化された炭酸脱水酵素（PmCA）のCO2水和活性を評価。共焦点蛍光顕微鏡と高分解能電子顕微鏡を用い、酵素の表面負荷量と活性の相関をオペランド観察。低負荷では活性が確率的に変動し、単分子層で最大の酵素あたり活性を示す。高負荷ではクロウディング効果により負荷量非依存の活性に収束。固定化酵素触媒の設計基盤を提供。

Thiago Reschützegger, Guillaume Maurin, Cíntia Soares +2

25種類のユニバーサル機械学習原子間ポテンシャル(u-MLIP)をCO2吸着予測にベンチマーク。9種のMOF実験データとの比較から、定量的予測は未だ困難であり、誤差源をMOF-CO2とCO2-CO2相互作用に分解する評価手法を提案。多様な材料スクリーニングへの道筋を示す。

Dahiru Wakili Habib, Mansur Usman Dawaki, Bello Muhammad Shehu

エンジニアリングバイオ炭が半乾燥ナイジェリアにおいて、二酸化炭素吸着、土壌炭素貯留、作物収量を向上させることを実証した研究。現場データに基づく炭素除去技術の有効性を示している。

Qi Z, Wu M, Tianyi W +1

本論文は、高地地域における酸素需要と再生可能エネルギーの不確実性に対処するため、電気・熱・ガス・水素・酸素を統合した低炭素最適運用モデルを提案する。酸素燃焼CCUS、水素製造副生酸素、VPSA/ASU酸素供給などを統合し、複数地域間のエネルギー融通を考慮。ケーススタディでは、運用コスト16.07%削減、炭素排出量35.11%削減を達成し、副生酸素が酸素供給構造の38-52%を占めることを示した。

Haslinger B, Reischl B, Steger F +10

本研究は、メタン生成古細菌Methanothermobacter marburgensisを用いたCO2からのアミノ酸生産のスケーラブルな戦略を提示。実験計画法(DOE)とCFD由来のハイブリッドモデリングにより、プロセスパラメータを最適化し、ラボから150Lスケールへの2000倍のスケールアップを達成。これは産業バイオテクノロジーにおけるカーボンキャプチャーの有効な手段となる。

Nawaz, Dr. Muhammad Asif, Odriozola, José Antonio, Ramirez Reina, Tomas

本総説では、CO2をCOに変換する逆水性ガスシフト（RWGS）反応の触媒設計における3つの原理（電子変調、活性相工学、構造・界面設計）を概説する。高温での触媒焼結や低温でのメタン化などの課題に対し、貴金属や卑金属の選択、プロモーター添加などによる解決策を提示し、カーボン循環経済への貢献を論じる。

Eduardo G. Pereira, Alberto Fossà, Maria Eduardo Oliveira Rocha +5

本論文は、気候変動緩和に向けたネガティブエミッション技術として、バイオエネルギーと炭素回収貯留（BECCS）の役割を評価する。BECCSの有効性や課題を分析し、気候目標達成への貢献可能性を検討する。

Reinsborough, Kellen Charles

本論文は、米国ルイジアナ州の6つの産業部門におけるCCSの経済性を、45Q税額控除とEU ETSの単独・複合政策下で評価した。標準化された技術経済フレームワークを用い、NPVの感度分析から、政策の安定性と段階的インセンティブの重要性を明らかにした。液化天然ガスや製油所などの脱炭素困難部門には、複数政策の組み合わせが有効であることを示している。

Lazar JT, Komp E, Martinez I +11

炭酸脱水酵素はCO2水和反応を高速で触媒し、産業的CO2回収への応用が期待される。本論文では、無細胞発現とガス状CO2比色アッセイを組み合わせたハイスループットプラットフォームを開発し、炭酸脱水酵素のフィットネスランドスケープを網羅的に解析した。96種の天然ホモログから耐熱性変異体を同定し、4,365の単一アミノ酸置換を評価。機械学習モデルを用いて95℃で活性を維持する最優良酵素を設計した。

Chen Guixian

本論文は、中国の二重炭素目標下での油田CCUS-EORプロジェクトの経済性を分析。収益・コスト・リスクの観点から経済構成を分解し、貯留層工学、市場価格、コスト投資、政策制度の4次元から影響要因を特定。現状では増進油回収収入が主要な経済的支えであり、炭素削減収入は補助的・インセンティブ的役割に留まることを示した。

Zhuravlova, Inna, Kaltenegger, Sarah, Vera, Constanza

本ハンドブックは、都市部でのCCUS導入に関する調査、インタビュー、ワークショップから得られた知見をまとめたもの。先進自治体のベストプラクティス、コスト計算、資金調達の機会を紹介し、自治体がCCUSを活用したネットゼロ達成を支援する。

Wang, Yushu, Du, Wenli, Yang, Minglei +1

本研究は中国セメント産業の2025～2060年を対象に、省ごとの資源特性と越境物流を考慮した空間的・時系列的な低炭素経路最適化モデルを構築した。CCSやCCUなどの技術を組み込み、コスト効果的な脱炭素経路を評価している。

Théo Le Gallais, Egi Adrian Pratama, Mohammad Sarmadivaleh +3

高浸透性砂岩におけるCO2注入の効率と浸透性変化を、マイクロバブル法と従来法で比較。実験結果はマイクロバブル注入が貯留効率を向上させる可能性を示す。