‘24.3.6

公開セミナーセラミックス業界の脱CO2問題

LPG使用キルン

12.00

窯業・土石業
8%

14.00

16.00

18.00

20.00

22.00

標準炭素排出係数,gC/MJ(Gross)（出典）国立研究開発法人国立環境研究所「日本の温室効果ガス排出量データ（2016）」

高温炉ほど、高二酸化炭素排出量な燃料を使用〇CO2フリー加熱炉への転換は新たな焼成技術開発・投資が必要
小さな火炎=熱源が移動して発熱している

化石燃料によるバーナー加熱

輝度のある火炎電気炉（発熱体による加熱）〇電気料金は国際情勢などにより高騰
燃料費調整額(中部電力ミライズHP)
52021
0
10月 11月 12月 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月
-5

2022

再生可能エネルギーによる電気炉焼成は、CO2フリーの一つの解決策であるが、現時点の電力の大半は化石燃料由来であり、根本的な解決になりにくい上、国際情勢によるエネルギー価格高騰の影響をもろに受ける

研究開発各要素の概要

水蒸気改質・メタネーション共用触媒

研究項目
実施機関

中間目標

令和５年度

令和６年
3月時点目標

達成状況

令和6年度

担体の適正化(気孔径調整)による性能向上(反応温度低温化)

MIによる第三担持金属性能向上(反応温度低温化)

調製触媒

ASPENPLUS
周辺気温

TC

LPG
Air

1)吸着材の選定
排ガスからのCO2回収に適した吸着材を選定するため、活性アルミナ、ハイドロタルサ
イト、ゼオライトの模擬排ガスを用いた破過試験を実施。
破過試験装置

2)MIによる物質探索3)改良吸着材の試作と吸着性能評価

CO2に対し親和性のある金属酸化物を選定するため、日立ハイテクサイエンス製MIソフトウェア「ケミカルインフォマティクス」による物質探索を実施。

2)のMIより選定した金属酸化物と既存有望金属酸化物を複合した改良吸着材を試作。試作した改良吸着材について、破過試験及び知の拠点研究室において試作した簡易PSA(圧力スイング吸着)装置による、吸着性能評価を実施。

簡易PSA装置

水分を除去した条件下でのCO2吸着量はゼオライトが最も多く、本開発のベース材に選定。吸着性能の向上を目指し、吸着促進材として金属酸化物の複合を実施。

ゼオライトと各種金属種の掛け合わせ空間からCO2と親和性のある金属元素を予測し、複合する金属酸化物の選定を実施した。

〇模擬排ガスを用いた破過試験の結果から、ゼオライトに、Y2O3を複合することで、吸着促進剤の複合効果(吸着速度の増加)を確認した。
〇造粒品への含浸法・担持量の検討を実施し、PSA評価用改良吸着材を試作した。
〇簡易PSA評価の結果から、一定条件下において改良品は現行品と比較し優れた純度・回収率（70％）を示した。

触媒学会 第130回大会【C000256】バイモーダルNi-Pd触媒による各種反応考察‘22.9.26 Web開催 伊藤忠セラ
バイモーダル型Ni-Pd触媒（メタネーション専用触媒）による水蒸気改質反応検証結果について発表報告。

化学工学会 第54回秋季大会
コアシェル型各種構造担体を用いた
メタネーション反応用触媒の特性評価‘23.9.11 於）福岡大学 中部大工院 松林拓未
ポスターセッションにて気孔径相違Co触媒によるメタネーション特性について発表。

メタネーションとグリーン水素の最新動向（関根泰監修）、㈱シーエムシー
出版（2023）‘23.10 伊藤忠セラ 産業技術センター
分著にて気孔径相違がメタネーション反応に与える影響について発表。

メッセなごや出展’22.11.16-18 ポートメッセ名古屋‘23.11.8-10 ポートメッセ名古屋
研究概略の展示模型・研究開発内容紹介動画を展示

あいちモノづくりエキスポ2023

2023.10.5-6 Aichi Sky Expo（愛知県国際展示場）
水蒸気改質・メタネーション触媒を中心に伊藤忠セラ出展。
科学技術交流財団ブースにて成果物展示。

開発会議
（5回）

第1回
第2回
第3回
第4回
第5回

特許

（基本特許<担体1件・触媒1件>）‘22.11.10 知の拠点あいち 会議室’23.2.27 伊藤忠セラテック 山路工場大会議室‘23.5.19 産業技術センター 会議室‘23.8.21 中部大学 講義室’23.12.22 知の拠点あいち 会議室に利用する基本特許として担体特許(日欧登録済・米審査中)及びメタネーション触媒特許は取得済。
‘24.3.末 三元系メタネーション触媒特許申請予定。

研究項目

事業化方針

システム構成に関する特許は取得せず、幅広く公知化。設
実証検証設備設計
設計システムと実稼働状 備工事ノウハウを横井鉄工所
態の検証で蓄積し、県内窯業産業普及へ。

中量産設備は既に稼働済。プ
メタネーション・水蒸気
ラントメーカー各社との協業
改質共用触媒開発を進めていく。
事取業
組化の固体電解質電極開発

吸着材開発

電解装置メーカーとの協業によりセル担体での販売による普及を狙う

事業化企業

ICC
山本匣鉢製造ICC

生産設備投資ICC
生産設備投資吸脱着装置メーカーとの協業、北村マテリアルリ
県内メーカーへのアウトソー
サーチ
シングにより量産化、幅広いICC事業展開を狙う

令和５年度

令和６年度

プロジェクト終了後

令和８年度

令和10年度

令和12年度エンドユーザー同行による研究室訪問なども実施。活発に活動中。
テーマ
メタネーション
水蒸気改質
共用触媒開発固体電解質電極開発

令和4年度の具体的な取り組み
エンドユーザーを見据えた大口ユーザーとの協議継続実施中
中部圏・関東圏・関西圏・九州圏の大手プラントメーカー各社(8社)からヒアリングを行い、カーボンニュートラル基調の中での要求特性等についてヒアリング実施。
「原料水素の入手が最も大きな課題」との認識⇒Low-Costな水素製造用固体電解質開発急務
エンドユーザーを見据えた大口ユーザーへのヒアリング

吸着材開発

関東圏・関西圏の大手プラントメーカー各社(2社)からヒアリングを行い、要求特性等についてヒアリング実施。
「本研究におけるベンチマークはCO2-PSA方式」
原料ガス中の水分に対しての対策が重要であり、無機系の強みを最大限生かせる検討を継続

○愛知県の中小窯業CO2低減へ貢献

転換要求

循環CO2

※瀬戸市 地域振興部 ものづくり商業振興課HPより○愛知県伝統製法応用による用途拡大

地域

表.県内陶磁器産業生産品と焼成温度

生産品

焼成温度

瀬戸

飲食器・電気用陶磁器・ノベルティ・理化学陶器

仮焼:800℃
本焼成:1200～1300℃

常滑

茶器・タイル・衛生陶器

焼成:1200℃

碧南高浜

住宅用陶器瓦焼成:1100℃

スラリー成形法(愛知県HPより)

ノベルティー

スラリー成形法によるセル成形試作※瀬戸市 地域振興部
ものづくり商業振興課HPより

○創成実習を通じた先端技術習得

中部大学工学部応用化学科時創成実習（学部3年生）研修テーマとする事を計画中。
具体的には、プロセスシュミレーションを通じて、現場に強いケミカルエンジニアを育成し、本学就職先が最も多い、愛知県化学産業での活躍を期待する。
昨年度はメタネーションシステムに関してプロセスシミュレーターを使用し、シミュレーションを実施。知の拠点209研究室にて、メタネーション実験も実施。

創成実習実施予定
年次

講義回数

2022年下期

6回

2023年下期

6回

2024年下期

6回(予定)

2023年度創成実習の様子

中部大二宮研・宇佐美研学生による伊藤忠セラテック見学○共同研究を通じたインターン研修
中部大学工学部応用化学科二宮研究室にて修士論文テーマとして本研究テーマを実施中。触媒の基礎評価を始め、伊藤忠セラテックの触媒評価設備でのインターン研修なども実施。
伊藤忠セラテック社の触媒評価設備

インターン研修の様子