研究情報
独・フラウンホーファー研究所等の「Air2Chem」PJチーム、大気中CO2を化学基礎材料へ。電気分解とDACの融合（2024.7）
原料フローの脱炭素化という目標を達成するために、化学産業は持続可能な供給源から炭素需要を満たす必要がある。大気からのCO2の直接回収は、主に投資と運用コストが高いため、これまでほとんど役に立たなかった。ドイツのフラウンホーファー研究所等で構成される「Air2Chem」プロジェクトのパートナーは、この状況を変えたいと考えている。「大気からの直接CO2回収」プロセスと、グリーン炭酸塩を含む吸収剤溶液を化学産業のプラットフォーム原料に電解変換するプロセスを組み合わせた統合プロセスを開発している。
バイオマスと並んで、CO2は化学産業において持続可能な炭素の最も関連性の高い供給源である。需要の大部分は、セメント工場、焼却工場、製紙産業からの不可避かつ持続可能ではないCO2によってすでに賄われているが、中期的には少なくとも年間1億 9,000 万トンの炭素の供給ギャップが見込まれる。「大気からの直接CO2回収 (DAC)」は、場所に関係なく、化学産業プロセスで追加の持続可能な二酸化炭素を利用できるようにするための 1 つの方法であるが、欠点は、大気からCO2を直接回収する技術は現在、高い投資と運用コストを伴うため、経済的ではないことである。
「Air2Chem: 膜ガス吸収と炭酸塩電解を用いた自然風駆動による空気からのCO2直接回収による基礎化学物質と有用化学物質のペア電気合成」プロジェクトの目的は、この状況を変えることである。フラウンホーファー環境・安全・エネルギー技術研究所 UMSICHT、CO2CirculAir BV、アーヘン工科大学 （Aachener Verfahrenstechnik、Chemische Verfahrenstechnik）、GKD – Gebr. Kufferath AG、FXC Engineering GmbH は、「大気からの直接炭素回収および利用（(DACCU）」統合プロセスを共同で開発している。これは、自然風駆動の DAC と、炭酸塩を含む吸収剤溶液を一酸化炭素やエチレンなどの化学産業のプラットフォーム原材料に電解変換するプロセスを組み合わせたものである。
この組み合わせにより、脱着のための高いエネルギーコストが節約され、プロセス強化の観点からプロセスチェーンが簡素化される。同時に、付加価値のあるアノードプロセスが電気分解プロセスに統合され、持続可能なプラットフォーム化学物質（例：パワーツーXプロセスによるメタノール、またはバイオディーゼル生産からのグリセリン）から高価な化学物質（例：ホルムアルデヒド、乳酸塩、ギ酸塩、またはフライコレート）を生産し、電気分解プロセスのエネルギー要件をさらに削減できる。「Air2Chem」の最後には、化学産業の既存のプロセスエンジニアリングインフラストラクチャへのアドオンとして、化学原料と材料のエネルギー効率が高く持続可能な生産のためのプラットフォームテクノロジーが開発され、パイロットプラント規模で試験される。