論文・プレプリント

Célia Sapart

本論文は、気候中立達成のためにはすべての化石炭素の使用を段階的に廃止する必要があるが、化学、素材、航空、海上輸送などのセクターは依然として炭素を必要とすることを指摘する。CO2を燃料や化学品、素材に変換する炭素回収・有効利用（CCU）技術が、これらのセクターでの化石炭素代替に貢献できる。最新のIPCC報告書によれば、コストやモデルの不確実性はあるものの、CCUは気候変動緩和に重要な役割を果たす可能性がある。

V. Seithümmer, S. Kaufmann, Felix Jonathan Brucker +3

本論文は、グライディングアークプラズマ技術を駆使した全電化CO2ループを提案し、大気中CO2をアルカリ吸収で捕捉、CaCO3として固化後、プラズマ焼成でCaOを再生すると同時にCO2を分解して合成ガス precursorsを得る新規プロセスを実験的に実証した。pHを性能指標とし、内部温度勾配を利用した反応領域の最適化により高純度Ca製品を確認。セメント産業と運輸部門の脱炭素に大きく貢献する。

S. Stokes, C. Philips, H. Haghighi

本論文は、CCUSバリューチェーン全体でのCO2不純物仕様設定のための業界ガイドラインを提示する。12の事業者と研究機関が参画したJIPの成果であり、各工程の影響を考慮した統合的アプローチを開発。具体例として4つの排出源が共有輸送網に接続するハブを想定し、安全・技術・経済性を考慮した仕様決定プロセスを示す。ガイドラインは公開され、CCUS産業の促進に貢献する。

G. García, F. Dubost, H. Dumont +6

本論文は、油ガス田の二次・三次回収やCCUSプロジェクトにおいて重要な圧入性データを取得する新技術を提案する。従来のコア実験に代わり、坑井内で直接大規模な圧入試験を可能にする手法で、複数の流体や区間に対して効率的な評価が行える。CCUSにおけるCO2圧入性評価に特に有効で、現状では業界に類を見ない技術である。

Jinlei Li, Junyan Li, Siyuan Fang +14

本研究は、ハロイサイト粘土からリンデA型ゼオライトをスケーラブルに合成し、CO2吸着容量5.0 mmol g-1、高いCO2/N2選択性(178)、良好なサイクル安定性を実証した。原子再配列により層状から立方体構造へ変換し、CO2収容能力を大幅に向上させた。この戦略はギガトンスケールのCO2回収への応用が期待される。

Jinlei Li, Junyan Li, Siyuan Fang +5

本研究では、カオリン粘土から高性能なLTAゼオライトを合成し、CO2吸着容量で従来の粘土由来ゼオライトを凌駕することを示した。大気中から排ガス条件まで広い濃度範囲で高容量を達成し、50サイクル以上の安定性を確認。さらに、放射冷却と太陽熱加熱を組み合わせたパッシブ運転の可能性も提示。地球豊富な材料とスケーラブルなプロセスでギガトン級CO2回収への道を開く。

Mansour Almuwallad

本研究は、アミン系CO2回収プロセスのリアルタイム最適化と予測制御を実現するマルチスケールデジタルツインフレームワークを開発した。物理情報ニューラルネットワーク（PINN）を統合し、分子動力学からプロセスシミュレーションまでのマルチスケールモデルを結合。パイロットプラントデータを用いた検証で温度RMSE 1.2K、CO2負荷RMSE 0.015mol/mol、回収効率RMSE 0.6%を達成。計算速度は最大4桁向上し、18.5%のリボイ…

J. Pandit, Saw Hong Lim, K. Chan

本論文は、CO2回収における溶剤再生プロセスのエネルギー消費が全体の80%以上を占める問題に着目し、CO2CRCが開発したハイブリッド回収技術を紹介する。この技術は、再生温度の低下、蒸気消費の削減、廃熱の統合などを通じて、回収コストを大幅に低減し、CCUSの大規模展開を可能にする。

Xin Wen, Zezheng Li, Yu Liu

本研究は、中国のカーボンニュートラル達成に向けて、オンショア・オフショアの地質貯留を活用したCCSの可能性を探る。貯留容量やコスト、政策含意を評価するものと考えられる。

(著者不明)

本稿はコンクリートを用いた地球温暖化対策の可能性を探る。コンクリート製造時のCO2排出削減や炭素固定技術など、脱炭素社会に向けたコンクリートの役割を整理する。

Kevin L. McCormack, Ethan Gallup, Palash Panja +4

本研究は、ユタ州の石炭火力発電所へのCCS導入についてライフサイクルコスト分析を行った。年間約500万トンのCO2を捕捉・貯蔵する前提で、約6億ドルの初期投資が必要だが、連邦税額控除により5年以内に投資回収可能と試算。税額控除の政策変動が投資リスクを高めることも示された。

Somia Mazhar, Muhammad Waseem Mumtaz, M. El Oirdi +5

本レビューは、先進材料とAI/MLを活用したCCUSの最新進展を総括する。バイオ炭やナノ材料によるCO2回収、MOFやグラフェン触媒による利用、鉱物炭酸化やハイドレート形成による貯蔵技術を紹介。AI/MLは材料スクリーニングやシステム最適化に不可欠である。コストやスケーラビリティの課題は残るが、ネットゼロへの変革技術として期待される。

Zhen Wang, Song He, Yuemeng Li +1

本レビューでは、化学吸収法による炭素回収技術を、吸収剤の世代間進化、プロセス統合、産業実証の3次元フレームワークで体系的に整理。再生エネルギー消費量は第3世代で約2.0 GJ/t CO2まで低減されたが、温度や粘度などの課題が残る。プロセス最適化で10-20%の省エネが可能だが、吸収剤とプロセス開発の連携が不足。将来的には廃熱・再生可能エネルギー利用や光・電気共生成などの先進的再生手法が重要で、第3世代吸収剤の実証と知能化制御が急務。

M. Safdar, Aqsa Mushtaq, Samiullah Akram

本論文は、先進的な炭素回収・貯留（CCS）技術を用いた二酸化炭素排出削減戦略を概説する。様々なCCS技術の現状と課題、導入可能性について検討している。

Imam Ahmed Raj, Juli Afrin Ananna, S. Shahriar

本レビューは、CCUS技術の4つの主要なCO2回収経路（燃焼前、燃焼後、酸素燃焼、直接空気回収）と、回収CO2の有用製品への転換、地中貯留について包括的に解説。セメント・鉄鋼などの脱炭素困難セクターでの重要性を強調する一方、高コストやインフラ不足などの課題も指摘。持続可能な炭素循環の実現に向けた戦略的展望を提供。

Bohao Wu, N. Wu, Yongqi Li +5

本研究は、船舶用CCUSのための化学吸収塔内充填物として、軸方向に伸長・圧縮したケルビンセルにおける微視的な流動と物質移動をCFD解析した。伸長セルでは柱状流、圧縮セルでは安定した中空円筒液膜が形成され、セルサイズと空隙率の低減が物質移動効率を向上させることを示した。船舶用コンパクト充填物の設計指針を提供する。

R. Choudhary, Amaresh Mishra

本論文は、GCC地域のCO2排出源と地中貯留ポテンシャルを統合し、CCUSハブの技術経済評価を実施。回収コスト15～100ドル/t、輸送・貯蔵コスト15～40ドル/tを踏まえ、最適化されたクラスターで全体コスト30～60ドル/tを実現可能と示す。EORではなく永久隔離が優れた炭素完全性を提供する。

Supriya Gandhale, Shashwati Wankar, S. Pohekar +5

本研究は、CCUS技術へのAI応用に関する特許を網羅的に分析し、技術トレンド、主要出願国・機関、イノベーションのホットスポットを特定する。AI技術の進展がCCUSの効率化とコスト削減に貢献する可能性を示す。

Sandeep R. Sahu, N. Vishwakarma, N. Sharma +5

本レビューは、CO2回収・変換・利用（CCCU）技術の現状を概説し、特にメタノールやジメチルカーボネートなどの有用化学品への変換経路に焦点を当てている。ナノ材料やバイオインスパイアシステムの役割、ライフサイクル評価による経済・環境的実現可能性も検討。今後の研究として、ハイブリッドシステムや高度触媒、機械学習による効率向上を提案している。

Ping Yang, Xiaoman Yu, Kyriakos C. Stylianou +2

本論文は、アミン系CO2回収プロセスへの機械学習適用を包括的にレビュー。液相系ではアンサンブル学習により予測精度が向上し、固相系では仮想スクリーニングにより高効率吸着材候補を特定。産業応用では最大35%のコスト削減を実現。