No.87

2024.1HEADLINE
01
企業経営とカーボンニュートラル
02
GSC話題
カーボンニュートラルな合成燃料の製造方法
04
研究最前線
固体材料表面のアニオンサイトが拓く触媒機能06
第22回GSC賞の紹介
奨励賞①
07
第22回GSC賞の紹介
奨励賞②
08
第22回GSC賞の紹介
奨励賞③
09
第22回GSC賞の紹介
奨励賞④
10
JACIトピックス
12
第13回JACI/GSCシンポジウ
ム開催のお知らせH Pニュースレター
バックナンバー

企業経営とカーボンニュートラル
新年を迎え、新化学技術推進協会の皆様にご挨拶を申し上げます。
日本化学会の掲げる基本理念は、産学官の人材の交
公益社団法人日本化学会
流を通じて、世界を先導できる基礎研究の発展と技術
会長 菅裕明
開発を通した社会実装を推進し、持続可能な社会構築に貢献することにあります。この活動の一環として、昨年（令和 5 年）の 7 月 28 日に産学交流委員会主催による第 1 回 CTO サミット「企業経営とカーボンニュー
トラル」を開催しました。本イベントでは、お招きした経済産業省の方および日本を代表する大手化学企業 5 社の CTO の方々から、前半はネット発信を含んだ
経産省と各社の企業の取り組みについてご講演を頂き、後半は現地参加の方々のみによるパネルディスカッションを行いました。会長である私自身も後半のモデレーターとして出席しました。各演者の詳細は「日本化学会 CTO サミット」で検索できるサイトをご覧いただければと存じますが、このサミットのパネルディ
スカッションにおける私自身の記憶に鮮明に残っていることを、以下の２つに絞り、この場を借りてご報告したいと思います。
（１）
各企業は、カーボンニュートラルを経営理念に取り入れ、全力で取り組んでいますが、地球規模の気候温暖化に影響を与えることは一社だけの取り組みでは難しく、日本の産業全体でカーボンニュートラルに向けた企業努力は必須です。しかし、この企業努力は、B-to-B に留まるだけでなく、B-to-C の企業努
力はもちろんのこと、消費者への理解をより一層深めるために社会的な啓蒙努力も必要である、との見解でした。
（２）
一方、現在手に入る化学（科学）
技術だけでは、目標とする 2050 年にカーボン
ニュートラルを達成するには多くのハードルがあることも示唆されています。
したがって、
これを打破できる破壊的な技術革新とイノベーションは必須です。
このような技術革新を起こすためにも、アカデミアの研究者と企業の研究者が「非競争的研究領域」を見定め、
オープンイノベーション的なアプローチで技術革新を進めることも並行して行うべきである、という見解でした。
サミット終了後に、お弁当を食べながら昼食会でも議論が続き、興味深いコメントがありました。ペットボトルのキャップも様々な色で染色されています。これも実は「白に統一」すれば回収後の再利用も非常に単純化するとのこと。日本
は世界のどの国よりも自動販売機とコンビニが多くあり、ペットボトル飲料の種類も豊富で、その分キャップの色も豊富です。そういった国だからこそ、白に統一すべきなのかもしれません。
日本化学会では、
今年も第 2 回の CTO サミットを開催する予定でいます。奮ってご参加ください。

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GSC話題

カーボンニュートラルな合成燃料の製造方法
成蹊大学

１．はじめに
産業革命以降、化石燃料の使用によ理工学部理工学科

教授

里川

重夫

り水素に変換して貯蔵・利用することは必要不可欠である。

３．水素と二酸化炭素からの液体燃料製造

り科学技術と人間生活の水準は飛躍的

化石燃料を使用しても二酸化炭素を

カーボンニュートラルな方法で得らに向上した。その見返りとして1950年

大気中に放出しない方法がある。天然

れた水素と二酸化炭素から合成燃料を頃から亜硫酸ガスや光化学スモッグのガスを改質して水素を製造すると、得製造する方法は、図１に示す通りメタ発生など大気汚染を引き起こした。人られた水素はカーボンフリー燃料であ

ノール合成を経由する方法とFischer-

類はその都度、問題の根源を追求し、るが、改質プロセスで高濃度の二酸化

Tropsch（FT）合成を経由する方法に

環境規制や技術開発により乗り越えて炭素を副生する。しかし、それらは地中大別される。メタノール合成法は、工業きた。現在の環境問題は二酸化炭素のや海底に貯留することができるので、的には合成ガス（一酸化炭素と水素の濃度上昇による気候変動である。化石二酸化炭素を大気中に排出せずに製造

混合ガス）から250℃、５～10 MPで銅燃料をそのまま燃焼利用すると必ず二することが可能である。一方、天然ガ－亜鉛系触媒を用いて製造する方法で酸化炭素濃度を上昇させる。本稿では

スを採掘した直後に炭素と水素に分解ある。この方法では一酸化炭素を二酸

二酸化炭素濃度の上昇を伴わないカー

して、炭素を貯留する方法もある。い化炭素に置き換えても反応は進むが、ボンニュートラルな方法による燃料製

ずれもカーボンニュートラルな水素が熱力学平衡的には不利になるので平衡造法について概説する。

得られる。

転化率が低下してリサイクルガス量が炭化水素を主成分とする燃料を、化増える。したがって、化学平衡的に有２．カーボンニュートラルな原料調達

石資源を使わないで製造するには地上利な低温で活性のある触媒開発が期待

太陽光、風力、水力、地熱、バイオの炭素源の回収が必要である。大気中されている。メタノール自身も自動車

マスなど、太陽や地球の活動により得に存在する二酸化炭素は約400ppmで燃料として利用できるが、メタノール

られる自然エネルギーのみを利用すれある。アルカリ吸収材を用いて空気中は様々な燃料や化学品に変換できる。

ばカーボンニュートラルは達成できから二酸化炭素を濃縮していく方法を

ゼオライト触媒を用いた脱水反応ではる。バイオマスは化石資源と同様に炭DAC（Direct Air Capture）という。

メタノールからジメチルエーテルを製

素を含む物質であるので、石油製品とこれはエネルギーのかかる方法である

造でき、さらに脱水すると基礎化学品

同様の物質を製造するには都合の良いが二酸化炭素の回収・濃縮は可能であであるエチレン、プロピレンが製造で資源である。太陽光、風力、水力、地る。一方、上述のバイオマス由来の廃きる（MTO反応）。また、ゼオライト

熱は、そのまま利用することは難しく、棄物中にも大気由来の炭素がある。都

触媒には芳香族化する能力もあること

電力に変換して利用する。水力、地熱

市ごみに含まれる成分の多くは紙や食から、オクタン価の高いガソリン成分

は計画的な発電が可能なエネルギー源

品廃棄物であり、そこに含まれる炭素を得ることが出来る（MTG反応）。近である。一方、太陽光や風力は天候にも大部分は大気由来の炭素である。し年では炭化水素鎖を伸ばしてジェット

左右されるエネルギー源であるが、こたがって、都市ごみの焼却により発生燃料を製造できる方法も開発されていれまで未利用であった土地や海洋からする二酸化炭素は、大気中の二酸化炭る（MTJet反応）。メタノール経由のエネルギーを獲得できるので、化石燃素が濃縮されたものと同等である。前

液体燃料製造方法は既に工業技術であ料に代わるエネルギー源を確保すると項の水素と大気由来の二酸化炭素を用り、社会実装を目指した実証試験も行いう意味では重要である。しかし、電いることでカーボンニュートラルな炭２）われている 。

力は電線供給による同時同量の原則が化水素燃料の製造が可能となる。

FT合成法は一酸化炭素と水素からあり、貯蔵することが出来ない。した炭化水素を効率よく製造できる反応でがって、余剰電力を水の電気分解によある。二酸化炭素を原料に用いる場合

2

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GSC話題
合成燃料とは、これまで我々が利用してきたガソリン、ジェット燃料、軽油などの石油製品を、石油以外の原料から製造したものである。最近では、これらをカーボ
ンニュートラルとなる原料や手段で製造したものを合成燃料と呼んでいる１）。再生可能エネルギー由来の電力を用いて製造した燃料をe-fuelと呼ぶ。既存の石油製品と同じ規格の燃料であれば、e-fuelも合成燃料もバイオ燃料も同じ燃料である。

は逆水性ガスシフト（RWGS）反応で低級オレフィンの芳香族化や含酸素化て概説した。化学に携わる技術者なら、一酸化炭素を得てから反応を進める必合物の脱水反応を逐次的に進めるよう

メタノール経由が良いかFT合成経由

３）

要がある。FT合成反応は、鉄系もしな研究例がある 。一方、コバルト系

が良いかなど、化学反応プロセスに注

くはコバルト系触媒上で一酸化炭素を

触媒は二酸化炭素に対して活性を示さ目しがちである。しかし、現実的には水素化していく反応であり、カルベンないため、あらかじめRWGS反応器で再生可能エネルギー源があるか、そこを中間体として一定の連鎖成長確率

一酸化炭素に変換したのちにFT合成

から水素をどう製造するか、また二酸（ASF則）に従い直鎖状炭化水素を生反応を進める必要がある。コバルト系

化炭素源はあるのかなど、原料調達の成する。RWGS反応は吸熱反応で化学触媒は活性は高く、200〜220℃付近で課題がある。また、製品の需給バラン

平衡的に800℃以上の高温でないと反用いられ直鎖状アルカンを生成する。

スやコストと価格がどうなるかなど経応が十分に進まない。一方で、FT合成

連鎖成長確率が高く液体炭化水素から済性に関わる課題がある。社会実装に反応は200〜350℃で進む発熱反応であ固体のワックスまで幅広い生成物が得

向けて様々な点を考えていく必要があり、これらをどのように組み合わせるられる。しかし、特定の燃料を生産する。

のかが大きな課題である。鉄系触媒はるためには生成物の蒸留やポスト処理

300〜350℃付近でRWGS反応とFT合が必要となる。RWGS反応器はまだ開

参考文献

成反応を逐次的に進める性質があり、発途上の技術であり、まだ課題の多い

１）経済産業省，合成燃料研究会中間一つの反応器で水素と二酸化炭素の混方法である。

とりまとめ（2021）

合ガスから液体炭化水素を製造できる。ただし、鉄系触媒は低級オレフィ２）Haru Oni pilot project, https://
４．おわりにwww.haruoni.com/#/en（2022）

ンや含酸素化合物を多く生成する。そ本稿では大気中の二酸化炭素濃度をこでゼオライト触媒との複合化により増やさずに使用できる合成燃料につい

３）J. Wei et al, Nature Commun ., 8,15174（2017）

貯留（CまたはCO2）
改質

天然ガスCH4

⽔電解

電⼒＋⽔H2O（⾃然由来）
⼯場排ガス（バイオ由来）DACシステム⽔素H2Fischer-Tropsch合成法経由

2H2 + CO → (1/n)CnH2n+ H2O

H2 + CO2 → CO + H2O

⼀酸化炭素
CO

⼆酸化炭素
CO2
3H2 + CO2 → CH3OH + H2O

メタノール
CH3OH

ガソリン
CH3OH → (1/n)CnH2n+ H2O

カーボンニュートラルな原料や手段による合成燃料製造プロセスの概要

3

軽油
ジェット燃料

メタノール合成法経由

図１

合成燃料

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研究最前線

固体材料表面のアニオンサイトが拓く触媒機能
東京工業大学

国際先駆研究機構

元素戦略MDX研究センター

教授

北野 政明

カーボンニュートラル社会の実現の体および促進剤からの電子供与効果に大気にさらされた後も活性低下が起こために、化石燃料に依存した社会からよって遷移金属上での窒素活性化が促らない。

クリーンな水素エネルギー社会への移進される。遷移金属としてRuを使用

担体のアニオン欠陥を活性点として行が世界中で精力的に進められていした場合は、これらの促進剤で高いア利用できる触媒系として、BaCeO ３ -る。一方、水素を貯蔵・輸送するには、

ンモニア合成活性は得られやすいが、x

常温下700気圧での保存、または常圧

Co、Fe、Ni等の非貴金属を担持した場

La, Y）などを見いだしている４，５）。遷下－253℃での液化が必要であり、よ合は、特に低温・低圧下で高い触媒活移金属表面でのみ反応が進行する従来

り貯蔵輸送に適した水素キャリアが求性を実現することは難しい。我々は、こ型の触媒では、金属と窒素の吸着エネ

められている。アンモニアは、20℃、

れら既存の酸化物促進剤よりも遙かにルギーで活性が支配されるため、Ruを8.6気圧で液化する上、体積水素密度が電子供与能の高い電子化物や、水素化頂点とする火山型の活性序列を示す。

物を担体として利用することで、非貴一方、我々が提案する触媒では、アニ

kgH２ /m ）よりも大きく、有望な水素金属の触媒性能を著しく向上できるこオン空孔でN２ 分子が活性化され、遷移キャリアと考えられている。近年、再とを見いだしている（図1）。さらに、

金属表面からスピルオーバーした水素

生可能エネルギー由来の水素を低エネ

遷移金属ナノ粒子表面ではなく窒化物

種により水素化されNH３ が生成する。

ルギーでアンモニアに変換するグリー系担体材料のアニオン欠陥サイトを活

この場合、N２ 活性化サイトとして働く

ンアンモニア合成プロセスが注目を集性点として利用することでも非貴金属

アニオン空孔の反応性は、単純な金属めており、それを実現するための新た触媒のアンモニア合成活性を大きく向－窒素結合エネルギーだけで決定されな触媒プロセスが盛んに研究されてい上できることを見いだした（図2）。

ず、担体の結晶構造、結晶の面方位、空電子供与性担体の例として、最近

孔周りの配位状況などによって大きく３

121kgH２ /m であり、液体水素（70.6３る。

N y H z や希土類窒化物LnN（Ln=Ce,

我々は充填トリジマイト型構造を持つ変化する。そのため従来の火山型序列

ンサイトにH イオン、N３−イオン、電BaAl２ O４ 内の酸素の一部をH ‒イオンを逸脱した触媒の構築が可能となる。

子等を有する無機固体材料を開発し、に置換することで、材料中に電子を導

実際に、従来ではほとんど触媒活性を

我々はそのような背景の下、アニオ−

これらアニオンサイトが直接的もしく‒入した材料（BaAl２ O４ - x H y ：e z ）の３）

示さないと知られていたNiを担持金属

は間接的に機能することで、低温で高創成に成功した 。この材料は、以前にした場合でも、Ru触媒並みのアンモ

効率にアンモニア合成を進行させる触我々のグループが報告したC12A7エレ

ニア合成活性が実現できている。

１，
２）。本稿では、

クトライドと同様非常に低い仕事関数

このように、材料のアニオンサイト

これら材料を活用した非貴金属からな（1.8 eV）を有し、Coナノ粒子を表面にが機能する新たな固体触媒材料につい媒の開発を行ってきた‒るアンモニア合成触媒開発に関する最担持したCo/BaAl２ O４ - x H y ：e z 触媒て主にアンモニア合成反応を例に紹介

近の取り組みを中心に紹介する。

は、Co/BaAl２ O４ 触媒よりも100倍以してきたが、最近ではアンモニア分解

アンモニア合成反応では、強固な3上高いアンモニア合成活性を示した。

により高効率に水素を取り出す反応６）重結合を有する窒素分子解離過程が反H–を有する物質の多くは、大気に暴露

や、CO２ 水素化によるメタノール合成

応速度に大きな影響を及ぼす。一般的

すると不可逆的に酸化してしまい、触を室温で駆動する触媒７）などにも力をには、塩基性の高いMgOやCeO２ 等の媒活性が大きく低下することが知られ入れており、カーボンニュートラルに‒ている。一方、BaAl2 O4 - x Hy ：e z は三次貢献する触媒技術を創出していきたい

酸化物やアルカリ土類金属酸化物など

元的に連結したAlO４ 四面体骨格を持と考えている。

の促進剤を添加することで、塩基性担ち、H ‒と電子が保護されているため、酸化物担体を用いたり、アルカリ金属

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GSC話題
アンモニア合成では、ハーバー・ボッシュ法という非常に確立された工業プロセスが存在するが、近年水素エネルギーキャリアへの関心が高まる中、グリーンアンモ
ニア合成など新たなプロセス構築が脚光を浴びている。本稿では、グリーンアンモ
ニア合成プロセスに適した新たな触媒材料開発に対して、著者らが取り組んだ内容
についてまとめる。特に、担持金属ではなく担体材料開発に注力し、貴金属フリーな触媒開発した例を中心に紹介する。

参考文献

4）J . Am. Chem. Soc. 2019, 141,1）Nat. Chem. 2012, 4, 934.

20344.

2）Chem. Rev. 2021, 121, 3121.

5）Nature 2020, 583, 391.

3）J . Am. Chem. Soc. 2023, 145,

6）A dv. Energy Mater. 2023, 13,10669.

7）J . Am. Chem. Soc. 2023, 145,
9410.

2301286.

図1
図1

図2
図2

電⼦供与性担体材料の開発と担持 Co 触媒によるアンモニア合成活性
図１ 電子供与性担体材料の開発と担持Co触媒によるアンモニア合成活性
電⼦供与性担体材料の開発と担持Co 触媒によるアンモニア合成活性

図２

窒素活性サイトを持つ窒化物系材料の開発と担持Ni触媒によるアンモニア合成活性

窒素活性サイトを持つ窒化物系材料の開発と担持 Ni 触媒によるアンモニア合成活性
5
窒素活性サイトを持つ窒化物系材料の開発と担持Ni 触媒によるアンモニア合成活性

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第22回

GSC 賞

グリーン・サステイナブル

奨励賞①
メタルフリー硫黄系ポリマー
正極材「SPAN」の開発と世界最軽量二次電池の実証
株式会社ＡＤＥＫＡ
撹上 健二、科野 裕克、森島 裕司、
秋本 賢作、矢野 亨

硫黄系活物質は、高容量かつメタルフリーで資源的制約が少ないなどの特長を有し、これらを正極として用いたリチウムｰ硫黄二次電池（Li-S二次電池）
は、GSC推進とSDGs達成のキーとなる次世代二次電池の1つとして期待されている。我々は硫黄系活物質の1つであるSPAN（アデカアメランサSAMシリーズ）の量産化検討を世界に先駆けて進め、年間100kg以上の合成能力を達成している。Li-S二次電池のセルデザインも検討し、重量エネルギー密度708Wh/kg（約10時間での放電時）
・751Wh/kg（約20時間での放電時）を有する世界最軽量二次電池セルの実証に成功した。本技術は次世代/革新二次電池の早期実用化に貢献し、GSCを軸としたSDGsの達成に大きく寄与す
ることが期待できる。

持続可能で豊かな社会の実現に向け

硫黄系ポリマー「硫黄変性ポリアク端製品や最新技術を融合させることて、エネルギーの有効利用や便利さ向

リロニトリル（SPAN）：アデカアメで、世界最軽量となる重量エネルギー上の観点などから、二次電池の性能改

ランサSAMシリーズ」を開発してい密度708Wh/kg（0.1C-rate）･751Wh/

善が強く望まれている。現在普及してる。SPANは製造時に発生する多量のkg（0.05C-rate）のLi–S二次電池セル

いるリチウムイオン二次電池は今後も硫化水素により量産化は困難とされての実証に成功した。 現行リチウムイ

市場拡大していくことは間違い無い

いたが、我々は既存事業のノウハウを

オン二次電池セルの代表的なエネル

が、①性能が理論限界に近づきつつあ

駆使することでSPANの製法と量産化

ギー密度は100-300Wh/kgである。

る、②更なる用途展開が限定的である、の検討を世界に先駆けて進め、福島県

我々が開発しているSPANと関連技③レアメタルであるコバルトやニッケの相馬工場内の実験室で年間100kg以術は、次世代/革新二次電池の早期実用＊

リチウムイオン二次電池セルの代表的なエネルギー密度は 100-300 Wh/kg である。

我々が開発している SPAN と関連技術は、
次世代/革新二次電池の早期実用化と二次電池化と二次電池の用途・適用地域の拡大
ルの多用による資源枯渇とコストダウ
上の合成能力を達成しており、さらなに貢献し、グリーン・サステイナブル
るスケールアップを進めている。さらの用途・適用地域の拡大に貢献し、グリーン・サステイナブル
ケミストリー（GSC）を軸

ンに課題がある、などの理由から現状を打破するゲームチェンジも期待されに電池性能改善に有用なファイバー形

ケミストリー（GSC）を軸とした持続とした持続可能な開発目標（SDGs）の達成に大きく寄与することが期待できる。想像を超可能な開発目標（SDGs）の達成に大きており、次世代二次電池の開発が世界
状も合成するなど、バリエーションのく寄与することが期待できる。想像を増強にも挑戦している。また我々は、 やグラフェン）の開発に尽力
えた豊かで便利な社会の実現に向けて、二次電池材料（SPAN

中で活発化している。

SPAN活用のソリューションを提示す

超えた豊かで便利な社会の実現に向けべく、SPAN正極に好適な電池セルデて、二次電池材料（SPANやグラフェ–硫黄二次電池（Li–S二次電池）に着ザインも試みた。オリジナル Li–S 設ン）の開発に尽力して参ります。

目し、その正極材となるメタルフリー

計に、日本の材料・装置メーカーの先我々は次世代二次電池の中で「軽して参ります。
量」性能を特長の1つとするリチウム

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ケミストリー賞
奨励賞②「高濃度次亜塩素酸ナトリウム水溶液を用いた製造法による新規CNFの開発
東亞合成株式会社
髙田 じゆん、後藤 彰宏、松木 詩路士、
茅野 英成、宮田 勇悟
近年、C O ２ 排出削減が強く求められており、施策の１つにバイオマス利用がある。その代表例にセルロースナ
ノファイバー（CNF）が挙げられる。
CNFは植物原料から得られるナノ繊維であり、優れた力学的性質を持つ。
この特性からCNFと高分子との複合化による薄肉軽量化が期待されているが、現行CNFには次の課題がある。
①C N Fにほぐす過程の大きなエネ
ルギー消費②ゲル化による使いにくさ
そこで我々は高濃度次亜塩素酸ナト
リウム水溶液を用いたCNF製造法（次亜酸化法）を検討し、新規CNFを開発した。このCNFは上記課題を解決できる特性を持ち、CNFの実用化を促進できる。
次亜酸化法では、TEMPO酸化と違い2級水酸基が酸化される。加えて糊の役割であるヘミセルロースの除去率が高く、解繊エネルギーがTEMPO酸化よりもさらに小さくなることがわかった。この結果、次亜酸化セルロー
スは通常の撹拌で太さ数nmのCNFに解繊できるようになった。加えて、次亜酸化セルロースから得られるCNFの繊維長はTEMPO酸化CNFより短い
ことも見出した。この短繊維化により「10%の高濃度でも流動性のある水分散液」を得ることができた。なお、次亜塩素酸ナトリウムは安価で安全性も高く、TEMPO酸化よりも材料コストを下げることができる。こうして得られた次亜酸化セルロースを「アロンフィ
ブロR」と商標登録し、製品化を進めている。

セルロースナノファイバー（以下CNF）は植物から得られる太さ数nmの結晶性の高い繊維であり、石油由来材料に代わりうる新素材として注目されている。しかし、実用化にはいくつかの課題がある。そこで東亞合成では次亜塩素酸ナトリウム（NaClO）を使ったCNF製造法を開発した。本法では従来法よりも少ないエネルギーでCNFを製造することができる。さらに、この製造法で得られる
CNFには繊維長が短いという新しい特徴があり、これが高分子材料との複合化に有利にはたらくことを見出した。今後は製造プロセスのスケールアップや新規
CNFの用途開発を進め、GSCの推進に貢献していく。

さらに、アロンフィブロから得たCNFを添加したゴムと既存CNF添加
ゴムのS - Sカーブを比較し、アロンフィブロCNFの補強効果を調べた。その結果、アロンフィブロCNF添加ゴム
は破断伸びの低下が少なく、優れた補強効果を発揮することが確認できた。
繊維による補強では長繊維のほうが補強効果に優れることが多い。しかし、アロンフィブロCNFは短繊維である
ことによって高分子中での分散性が向上し、優れた補強効果を発現したと考えている。この補強効果によって従来よりも少ない材料で同一強度を達成することができ、車体の軽量化につながる。車体軽量化はCO２ 排出削減の重要な方策であり、アロンフィブロR
はこれへの寄与が期待できる。

★アロンフィブロCNFと既存CNFのゴム補強効果比較

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第22回

GSC 賞

グリーン・サステイナブル

奨励賞③
金属分を含まない無灰型
ディーゼルエンジン油「idemitsu AshFree」の開発
出光興産株式会社
清水 保典、甲嶋 宏明、葛西
藤浪 行敏

杜継、

ディーゼル車用エンジン油に含まれる清浄剤などの金属系添加剤は、燃焼により灰となり、ディーゼル微粒子捕集フィルター（DPF）を詰まらせる。そこで金属系添加剤を配合しないエンジン油の開発が長年の課題であった。出
光興産では、独自開発の添加剤などを駆使して、金属非含有のエンジン油を設計した。本油のエンジン試験性能、実車フリート試験性能、およびDPF堆積への影響などを確認し、2022年9月に上市した。
本油の使用は、DPFの再生頻度の増加抑制によるエネルギー資源の使用量低減に加え、DPF手動再生抑制による運転手の待機時間（労務時間）削減やDPFメンテナンス業務の軽減による整備士の労務時間削減など、SDGsへの貢献が可能となる。

環境負荷低減を目的に、ディーゼル下で効果が見られなかった。そこで金において、開発油ではD P F内に金属車には排ガス中の微粒子物質を捕捉す

属系清浄剤に用いられる芳香族化合物

灰分が堆積しないことを確認した（図るためのDPFが搭載されている。しかに着目し、計算科学を活用して、化合2）。DPFの目詰まりを抑制できる本

し、排ガス中に存在するエンジン油添物の熱安定性とエンジン油の清浄性を油の使用は、D P Fの再生頻度の増加

加剤由来の金属灰分がD P F内部に残最大化する新規無灰有機化合物の開発抑制による燃料使用量の低減に加え、存することによりD P F性能を低下さに成功した。本添加剤性能を最大限に

D P F手動再生抑制時の運転手の待機せ、様々なトラブルを引き起こす。一発揮する配合技術を確立したことによ

時間（労務時間）削減やDPFメンテナ

方、ディーゼル車を利用する運送事業

り、D P Fを搭載するトラックやバス

ンス業務（交換・洗浄）軽減による整は、運転手不足や高齢化などに加え、向け日本自動車技術会規格のDH-2相

備士の労務時間削減が可能となる。ま

2024年4月に施行される運転手の時間

当の性能を有する金属非含有のエンジ

た、従来のエンジン油から本製品への外労働時間の上限規制に直面していン油を開発した。開発油のエンジン交換により、使用者自身が直接メリッる。
運転手の業務効率化･改革などの対試験性能、実車フリート試験性能なトを享受し、個人でできる取り組みと策が急務となっているものの、DPFのどを確認し、2022年9月に「idemitsu

してSDGsへの貢献を実感できる点にトラブルは車輌の保守管理など労働環

AshFree｣ として販売を開始した（図1）。

おいても、GSCの発展に大きく貢献す

境の悪化にも繋がっている。
本課題の解決手法として、金属灰分

さらに、本製品および従来油（市販ると考える。

DH-2油）を用いたDPF目詰まり試験の発生源である金属系清浄剤などを使用しないことが理想であるが、エンジン内の金属表面温度は最大300℃を超えるため、添加剤自身がスラッジ化し堆積することによるエンジン損傷が懸念される。そのため従来油では、熱安定性の高い金属系添加剤に頼らざるを得ず、使用量の減量（低灰分化）が実
質的に唯一の手法であった。
しかし、低灰分化では問題の根本的な解決に至らないため、金属系清浄剤
同等の清浄性を有する無灰有機化合物を探索した。潤滑油の酸化劣化が清浄性の悪化要因と考え、酸化防止剤の適用を試みたが、従来の化合物では高温

図１

製品外観

8

図２

目詰まり試験後のDPF写真NEWS
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ケミストリー賞
奨励賞④
未利用バイオポリマー資源を用いた透明断熱材の開発
産業技術総合研究所 化学プロセス研究部門
主任研究員 竹下 覚
住宅や車の窓などの開口部・採光部
は、冷暖房効率を損なう熱の逃げ道となる。次世代の熱マネジメントの要素
技術として、採光しつつ断熱する「透明断熱材」が関心を集めている。透明断熱材の候補に、シリカエアロゲルという材料がある。この材料は、シリカ
ナノ粒子が連結した３次元網目構造の
超低密度多孔体（エアロゲル）であり、高空隙率と構造均質性に起因して、可視光透明性と高断熱性をあわせもつ。
一方、シリカ骨格には柔軟性がなく、非常に脆いため、広く実用化されていない。同様なエアロゲルを柔らかい素材で構築すれば、透明・柔軟・断熱を同時に実現できる可能性がある。
キチンは、セルロースに次ぐ生物生産量を誇るバイオポリマーであり、とくに海産廃棄物に含まれる潜在資源量が大きい。キチンを脱アセチル化してアミノ基の割合を高めたキトサンは、安価で生体親和性を有し、セルロース
ナノファイバーのような酸化・解繊処理を必要とせず、簡便な水溶液系プロセスで取り扱える。そこで本研究では、
キトサンを素材とするエアロゲルの製造と、透明断熱材への応用を検討した。
キトサンの化学架橋ゲルをつくり、超臨界CO２ で内部の溶媒を抽出・除去（超臨界乾燥）することで、エアロゲル化を実現した。得られたキトサンエ
アロゲルは、直径数10nmのキトサンナ
ノ粒子とナノファイバーの中間的な構造からなる３次元網目状の多孔体であり、約95%以上の高空隙率、可視光透過性、柔軟性を併せもつ（図１）。一方、強い親水性表面に起因して耐湿性に乏

キトサンは、海産廃棄物から得られるバイオポリマーのひとつであり、セルロースと比較して、安価で簡便な水溶液系プロセスで取り扱える。キトサンの水溶液系ゲルを超臨界乾燥して作製した超低密度多孔体（エアロゲル）は、
高空隙率かつナノスケールで均質な構造を有することから、光透過性、高断
熱性、柔軟性をあわせもつ。疎水化改質をおこなったキトサンエアロゲルは、
透明断熱材への応用が期待される。

しく、実用材料として不適切であった
造形成メカニズムの基礎的な探究に取ため、アルキルシランを用いた疎水化り組んだ。その結果、従来、微細構造改質法を開発した。疎水化キトサンエには影響を与えないと考えられてきた
アロゲルの熱伝導率は16mW/（m・超臨界乾燥中に、３次網目構造が自発K）であり、市販の発泡ポリマー系断熱的に形成されることを発見した。この材よりも断熱性能に優れ、シリカエア
発見は、キトサンに限らず様々なポリロゲルに近い性能を有する（図２）。
マー多孔体製造の基盤ともなる可能性
キトサンに限らず様々なポリマー多孔体製造の基盤ともなる可能性があり、材料開発におけコストを含む製造プロセスの改善にがあり、材料開発における基礎研究のる基礎研究の重要性を示す一例といえる。
キトサンに限らず様々なポリマー多孔体製造の基盤ともなる可能性があり、材料開発におけむけて、キトサンエアロゲルの微細構重要性を示す一例といえる。
る基礎研究の重要性を示す一例といえる。

図
図11キトサンエアロゲルの微細構造、外観、曲げ試験の様子
キトサンエアロゲルの微細構造、外観、曲げ試験の様子

図１

キトサンエアロゲルの微細構造、外観、曲げ試験の様子

図２ 既存断熱材とキトサンエアロゲルの熱伝導率

図２ 既存断熱材とキトサンエアロゲルの熱伝導率
図２ 既存断熱材とキトサンエアロゲルの熱伝導率

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JACIトピックス

GSC Innovation Platform

未来材料ワーキングユニット
活動のご紹介

GSCN会議では、化学製品の全サイクルにおける環境負宇山 浩 先生（大阪大学

荷低減を中⼼とする視点に加えて、⻑期的・全地球的規模教授）をリーダーに、これの課題の解決と、より健康で豊かな社会の持続可能な発展まで全６回にわたり、産学をもたらす牽引役としての広がりを持つ活動を、新たな官約40名のメンバーが膝をGSCの⽅向として位置付けました。⼀⽅、2021年４⽉に内突き合わせて、2050年の未閣府の統合イノベーション戦略推進会議にて決定された

来社会におけるモビリティ「マテリアル⾰新⼒強化戦略」や、2020年12⽉に経済産業

分野での社会的課題に対し省にて策定された「2050年カーボンニュートラルに伴うグて解決した後のありたい姿

リーン成⻑戦略」において、多くの分野でマテリアルの⾰（未来予想図）について議論

新が求められています。

を進めてきました。今後、課こうした状況を鑑み、我が国の化学産業が今後継続して題解決に求められる技術課

発展していくためには、
次世代において要求される社会的課

題をバックキャスト的に、題に応じた「未来材料」をタイムリーに創出していくことがまた未来のありたい姿を実極めて重要であると考え、2023年１月24日に未来材料ワーキ

現するための社会的課題に

ングユニット（WU）を立ち上げました。まず初めにモビリ

対して、⾰新的な材料の創ティ分野を対象とし、2050年を⾒据えた場合の社会的課題

発だけでなく、既存技術のに基づいて必要とされるマテリアル、システムやサービス全

融合・組合せを駆使して創出する材料についても議論しな

般を含む協調領域を設定し議論を進めています。

がら、未来材料の創出につなげて行く予定です。

第6回 未来材料WU会議 議論の様子（2023年12月8日 於：金沢工業大学虎ノ門キャンパス大会議室）

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第1回 未来材料WU会議
宇山 浩 先生（大阪大学 教授）による趣旨説明（2023年1月24日 於：早稲田大学リサーチイノベーションセ
ンター「コマツ100周年記念ホ
ール」
）

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Japan Association for Chemical Innovation

JACIトピックス

早慶ジョイントキャリアパスガイダンスのご紹介「デザイン・シンキングで考える
グリーン・サステイナブル ケミストリー」
JACI戦略委員会・人材育成部会では、理系の大学院生や開発」の解説をJACIより行った後、８グループに分かれて学部学生を対象にした「キャリアパスガイダンス」（CPG）

グループワークを行いました。

を毎年行っております。CPGは就職後に企業で期待されるグループワークでは予め設定した「ペルソナ」を使っ研究者の姿や、今何をするべきかについて、わかりやすくて、真のニーズは何か、その解決策はどうしたらよいか各

情報を提供する活動です。

グループにて討議しました。何れのグループでもファシリ

今回は、2021年より早稲田大学と慶應義塾大学をジョイ

テーターの下に真剣かつ活発な議論が展開され、グループントした「早慶ジョイントCPG」をご紹介します。

ワークの時間が足りなくなるほど参加者全員が活気に満ち

今年も昨年に引き続き第１部を各大学にて「企業で活躍溢れた討議となりました。討議終了後に各グループの代表するための大学時代の過ごし方」の講義を部会員より行によるプレゼンテーションを行い、５グループが「優秀賞」

い、第２部を「デザイン・シンキングで考えるグリーン・に輝きました。最後に、慶應義塾大学 理工学部 今井先生

サステイナブル ケミストリー」と題し、SHIBUYA QWS

並びに早稲田大学 先進理工学部 朝日先生による講評を頂

クロスパークにおいて開催いたしました。

戴し、松岡人材育成部会長による閉会の挨拶にて終了いた

当日は両大学の１年生を中心に、QWS会員の社会人３名しました。参加いただきました両大学学生の皆さんが社会を含む50名が参加しました。冒頭、早稲田大学 先進理工人として活躍するための一助になればと考えております。

学部長 鹿又先生による開会の挨拶、慶應義塾大学 理工学

今回で３年目の早慶ジョイントCPGとなりましたが、今部 今井先生による趣旨説明を頂戴いたしました。続いて、後もこの活動を継続していくとともに、他大学にも広げた

グリーン・サステイナブル ケミストリー賞（GSC賞）を受いと考えております。

賞した 花王㈱の「サステイナブル界面活性剤バイオIOSのグループワークの様子

全員集合！

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2024年6月17日(月)～18日(火)第13回 ＪＡＣＩ／ＧＳＣシンポジウム

シンポジウムに来てね！

公益社団法人新化学技術推進協会は、持続可能な発展のためGSCを基盤とした化学技術イ
ノベーションの推進を目的として、JACI/GSCシンポジウムを毎年開催しています。
第13回シンポジウムを通じて新しい時代においてもウエルビーイング社会の実現のため化学がより一層ダイナミズムを発揮することが必須であり、そのためにもそれぞれが自ら考え行動することが未来の化学に踏み出す一歩となることを期待します。

◇開催方法 ：フィジカル（＠一橋講堂ライブ配信）◇テーマ：「化学のダイナミズム・NEO」◇プログラム：有 識者による講演、EXHIBITION(ポスター発表・企業団体展示)

GSC賞受賞講演・表彰式等

ポスター発表申込締切

編集
後記

2024年３月29日（金）謹んで新年のご挨拶を申し上げます。JACIでは世の中の情勢を慎重に俯瞰しつつ、ご来場いただく形式の会議開催、技術部会による現地見学会の実施など、対面での活動を拡大しております。また、講演会

ポスター要旨締切

シンポジウムウエブサイト2024年４月12日（金）のWeb聴講のサービス拡充も進めております。協会ホームページ
からお申込みいただける講演会が増えておりますのでぜひ覗いてみてください。本年もJACIへのご指導ご鞭撻を何卒宜しくお願いいたします。

JACIニュースレター

JACIのGSCネットワークは、次の団体で構成されています。

編集（公社）有機合成化学協会、（国研）
理化学研究所（国研）科学技術振興機構、（一財）
化学研究評価機構、（公社）
化学工学会、（一社）
化学情報協会、
関西化学工業協会、発行（公社）高分子学会、（公社）高分子学会高分子同友会、公益社団法人新化学技術推進協会（JACI） （一社）近畿化学協会、合成樹脂工業協会、（公財）相模中央化学研究所、（国研）産業技術総合研究所、（一社）触媒学会、（国研）新エネルギー・産業技術総合開発機構、〒102-0075 東京都千代田区三番町2（独行）製品評価技術基盤機構、石油化学工業協会、（公社）石油学会、（公財）地球環境産業技術研究機構、
三番町KSビル2F（公社）電気化学会、（地独）東京都立産業技術研究センター、（公社）日本化学会、（一社）日本化学工業協会、日本吸着学会、
TEL：03-6272-6880（公社）日本セラミックス協会、（一社）日本塗料工業会、日本バイオマテリアル学会、（一社）日本分析機器工業会、
https://www.jaci.or.jp/（一社）日本膜学会、（一財）バイオインダストリー協会、（国研）物質・材料研究機構、（一社）プラスチック循環利用協会、

JACI

総務部

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