研究情報

米・PNNLとブリヂストン、持続可能なタイヤ実現へ連携。エタノールからブタジエンへ変換プロセス開発中（2025.1）

　米国エネルギー省（DOE）のパシフィック・ノースウェスト国立研究所（Pacific Northwest National Laboratory：PNNL）は、大手タイヤメーカーのブリヂストンと提携し、エタノールを合成ゴムの最も重要な成分であるブタジエンに変換する化学プロセスの規模拡大に取り組んでいる。

　この協力の中心となるのは、PNNL の研究者が開発した触媒であり、これにより熱の必要性がなくなり、現在のブタジエン生産におけるCO2排出量が削減される。

　エタノールからブタジエンを生成する他の触媒も存在するが、「この触媒は高い変換率で高い選択性を示し、時間が経っても性能が落ちることなく大量のブタジエンを生成する」とPNNLの主任科学者でこのプロジェクトのマネージャーであるVanessa Dagle氏は述べた。

　伝統的に、ブタジエンは蒸気分解と呼ばれるプロセスの副産物として生成される。製油所では、原油（炭化水素分子の長い鎖） を加熱して蒸気と混合し、化学結合を破壊してより小さな炭化水素を生成する。より小さな炭化水素をさらに精製すると、プラスチック製の食品包装、合成繊維、自動車、トラック、飛行機の燃料、ゴムタイヤに必要な原料が生成される。

　しかし、ブタジエンの生産はいくつかの障害にぶつかっている。ゴムの需要は増加しており、これは世界でブタジエンがさらに必要であることを意味する。同時に、北米は原油よりもシェールから天然ガスを採掘する方向にシフトしつつある。ナフサなどの原油製品の蒸気分解に比べて、天然ガスの蒸気分解は、ブタジエンの割合が低く、各国が天然ガスの採掘に切り替えれば、ブタジエンの生産量は減少する可能性がある。このシフトにより、研究者はブタジエンを製造する新しい方法を模索してきたとVanessa Dagle氏は述べた。

「このようなプロジェクトは、業界をより持続可能にするために必要な科学技術の進歩に貢献し、当社のエンジニアと科学者を、タイヤメーカーがより自然に優しい方法でブタジエンを得る方法に革命を起こす可能性の最前線に立たせることになる」と、ブリヂストンのコアポリマーサイエンス担当エグゼクティブディレクター、Mark Smale,氏は述べた。「当社はこのプロジェクトと革新的な新プロセスに非常に興奮しており、PNNLとのパートナーシップに非常に感謝している」

　PNNLの研究者らは2018年に初めてこの触媒を開発し、DOEのバイオエネルギー技術局が支援する技術商業化基金プロジェクトを通じてさらに進歩させた。現在、DOEの産業効率・脱炭素局から1,000万ドルを超える資金提供を受け、ブリヂストンとPNNLは3年かけて触媒プロセスの完成に取り組んでいく。

　研究者たちは、エタノールを使用することで、ブタジエン生産をより持続可能なものにしたいと考えている。まず、エタノール生産には原油を原料にする必要はなく、さらに、エタノールは植物から作られ、研究者たちは廃棄物からエタノールを生産する方法も検討している。現在、米国のエタノールのほぼすべてはトウモロコシの穀物のデンプンから作られているが、藻類や食品廃棄物など、他の種類のバイオマスからエタノールを生産することもできる。研究者たちは、人間の排泄物（廃水処理スラッジの形）や産業廃棄物をエタノール原料として使用することも検討している。ゴムタイヤでさえ、エタノール生産のためにリサイクルできる。

詳しくは、→https://www.pnnl.gov/news-media/more-sustainable-tires-sight-pnnl-and-bridgestone-team