【eSep Vision 2021 】
2021/7/15更新版

ナノセラミック分離膜が拓く次世代型化学プロセスとカーボン・ニュートラル社会への貢献

イーセップ株式会社 （eSep Inc.）
代表取締役社長 澤村健一
Email: sawamura@esep-membrane.com

【化学プロセス（現在）】
Nature 532(2016)435
David S. Sholl and Ryan P. Livery

本当にこのままでいいのか？
半分程度が50年前とほとんど変わっていない2

【コンピューター業界】【サイズ】（1,670分の1）167 m2 → 0.1 m2 以下【消費電⼒】（3 万分の１）150,000 W→ 5W以下
【処理能⼒】 （7,300万倍）毎秒5千回→ 3,650億回以上
真空管式コンピューター（1946〜1955年）

https://gihyo.jp/book/pickup/2014/0045（2013年〜現在）

https://ja.wikipedia.org/wiki/ENIAC

⼤きなことは良いことか？

3

【eSep ミッション】
化学プロセス（反応と分離）を⼤幅に⼩型化・省エネ化する.

簡単、エコ、⾼効率な分離でみんなニッコリ.
4

【ナノセラミック分離膜が拓く次世代型化学プロセス】【次世代型】【従来型】
加熱・冷却の繰り返しプロセス→多エネルギー消費＆複雑で超⼤型分⼦レベルでの⾼効率分離による反応・分離⼯程の⼩型化・省エネ化＊所望の分⼦のみを選択的に膜透過させる技術

⼩型化
膜システム
⼩型化

現場で利⽤可能な⼩型化学プラント

D. Dormundt et al., Recent Development in CO2 Removal
Membrane Technology; UOP LLC: Des Plaines, IL, 1999.

現在

未来【⾼分⼦膜】
耐熱性が乏しく⽤途が限定的【ナノセラミック分離膜】
耐熱性・処理量の向上で⽤途拡⼤5

【カーボン・ニュートラル社会への貢献（全体の⽅向性）】【再⽣可能エネルギーの課題】
エネルギー発⽣場所・時間が需要場所・時間と必ずしも⼀致しない
再⽣可能エネルギー【⽅向性】
現場で⽔素キャリアやe-fuelなどの液体（常温・常圧）に変換できれば、貯蔵・輸送が便利

液体燃料（e-fuel等）や化学品❌
現状の超⼤型化学プロセスでは現場での液体燃料変換は困難
Nature 532(2016)435
David S. Sholl and Ryan P. Livery

オンサイト利⽤できるまで⼩型化・省エネ化

CO2-ニュートラルに⼤きく貢献（e-fuel：再⽣可能エネルギー由来のガソリンやディーゼル）6

【カーボン・ニュートラル社会への貢献（⽇本としての可能性）】
⽇本領海内に再⽣可能エネルー発電+オンサイトe-fuel製造船を建造・配置【再エネe-fuel製造・輸送船イメージ】
①
②

③

④

①再エネ発電（洋上⾵⼒等）②電気分解による⽔から⽔素と酸素製造③e-fuel（⽔素キャリア）のオンボード製造＊グリーン⽔素とバイオマスカーボン利⽤＊排熱利⽤で海⽔から⽔製造④製造したe-fuelのタンカー輸送＜化学プロセスの⼤幅な⼩型化・省エネ化＞
再⽣可能エネルギー

グリーン⽔素から液体燃料（e-fuel、⽔素キャリア等）を洋上で製造できる技術確⽴
世界へe-fuel、⽔素キャリア輸出＊技術⾰新によりe-fuel、⽔素キャリアを世界に輸出するエネルギー⼤国を⽬指す
2030年までに部分実証、2050年には⼈類として再⽣可能エネルギーのみで⾃⽴する7

【⽬指している地域社会】

未利⽤⽊質
バイオマス活⽤

貯蔵・輸送が容易な
液体燃料変換地域社会利⽤・燃料電池発電・⾞両動⼒＊現場で利⽤可能な⼩型化学プラント

カーボンニュートラルで安全・安⼼エネルギー⾃⽴型地域社会

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【⽬指している地域社会例（バイオエタノール利⽤の場合）】
⼤気中へ排出した
CO2もリサイクル
再エネ由来

エネファーム
燃料電池（SOFC）発電
エタノール⽔（46wt% (25 mol%)）

エタノール
5〜10wt%程度
エタノール
発酵槽

脱エタノール膜

C2H5OH + 3 H2O ⇄ 2 CO2 + 6 H2＜エタノール⽔の⽤途＞
エタノール⽔ ・消毒液：62〜77 wt%
46〜77wt%
・燃料電池（SOFC）燃料：46wt%＊反応阻害物である⽣成物（エタノール）を連続的に膜分離・回収→⽣産性の向上＊エタノール分離・精製⼯程の⼩型化・省エネ化

分離膜
現場にて⽔素抽出・利⽤（超⾼圧⽔素ボンベは不要）

H2
H2 H2 H2
H2 H29【⽬指している社会システム（⽐較）】【既存の社会システム：CO2増加】
図は⽇本ガス協会から引⽤・加筆.
（https://www.gas.or.jp/chigai/）

化⽯資源
由来原料

⼤気中へ⼀⽅的に
CO2排出・環境破壊【⽬指している社会システム候補①：カーボンフリー】
⽔素キャリア+ 3 H2
トルエン

パイプライン or タンクローリー⾞等
メンブレン
（分離膜）

⽔素化
メチルシクロヘキサン（MCH）＊MCH脱⽔素（吸熱反応）& SOFC発電 + 排熱利⽤
→ CO2-フリーシステムの実現！

【⽬指している社会システム候補②：カーボンニュートラル】

再エネ由来

反応と分離の統合

H2 H2H2＊現場にて⽔素抽出・利⽤
9（超⾼圧⽔素ボンベが不要）

⼤気中へ排出したCO2もリサイクル
エタノール⽔（46wt% (25 mol%)）

C2H5OH + 3 H2O ⇄ 2 CO2 + 6 H2
分離膜
現場にて⽔素抽出・利⽤（超⾼圧⽔素ボンベは不要）

エネファーム
燃料電池（SOFC）発電

H2H2H2H2
H2 H210【必要な技術開発（抜粋）】
オンサイト・オンボードで⽔素キャリアから⽔素を抽出・精製・利⽤する＊燃料電池の改質部分を、既存の都市ガスから⽔素キャリアにも対応できるように改造が必要（燃料電池構成）

⽔素キャリア候補①：MCH
メンブレン
（分離膜）

反応と分離の統合

H2 H2H2＊現場にて⽔素抽出・利⽤（超⾼圧⽔素ボンベが不要）

⽔素キャリア候補②：エタノール⽔エタノール⽔（46wt% (25 mol%)）

C2H5OH + 3 H2O ⇄ 2 CO2 + 6 H2
分離膜
現場にて⽔素抽出・利⽤（超⾼圧⽔素ボンベは不要）

H2
H2 H2 H2
H2 H211

【eSep Vision 2021（カーボン・ニュートラルへの対応）】

再⽣可能エネルギー・資源由来

回収CO2
電気分解orトルエン
電解還元

化学品液体燃料

グリーン⽔素（H2）+ 3 H2
トルエン

ガソリンスタンド（既存インフラ）①CO2-ニュートラル
e-fuel⾞・機械・e-fuel（ガソリン、ディーゼル燃料）・燃料電池⽤アルコール⽔（エタノール⽔ or メタノール⽔）②CO2-ニュートラル
アルコール⽔⾞（燃料電池⾞）⽔素化
メチルシクロヘキサン（MCH）

⽔素キャリア

パイプラインor
タンクローリー⾞等
輸送

CO2-free（MCH）
アルコール⽔【燃料電池】・エネルギー部⾨
・⼯業部⾨
・商業部⾨
・家庭部⾨

＊既存の社会インフラを活かし、安全・安⼼に⽔素社会に対応する.

③CO2-free
MCH⾞（燃料電池⾞）

MCHやアルコール⽔からの⽔素抽出（吸熱反応）& SOFC発電 + 排熱利⽤
&メンブレンリアクター（オンサイト・オンボード利⽤）【eSep事業体制】
仕⼊れ⽀持管（原料）購⼊
細孔径1〜10μm(1,000〜10,000 nm)
実績ある
⽇本のセラミックメーカー

製品化
表⾯処理・分離機能付与
ナノ多孔性分離膜
eSep-nanoシリーズ
細孔径：〜10 nm
・溶剤分離【現在の注⼒内容】
・膜量産体制の構築
・各種グリーンプロセス開発

拡販

販売
連携商社

（ユーザー）
エンジ会社
化学会社（事業化段階）・⽔素等ガス分離（R&D）

成功対価還元 開発⽀援

事業連携

事業化⽀援

事業化資⾦

キャピタルゲイン

中信ベンチャーキャピタル株式会社（⼤学等研究開発連携）（⽀援機関）（ベンチャーキャピタル・事業会社）

オールジャパン産・学・官連携にて次世代型グリーンプロセスの構築にチャレンジ＊ご協力頂けるサポーター募集中です13

eSep事業進捗（1） ：ナノセラミック分離膜（コア素材）【2013-2015年】 【2015-2018年】
基礎開発
完了

製品化
サンプル出荷保証範囲検討
膜モジュール化【2019-2021年】 【2022〜】
長期実証
膜量産化

本格販売・
事業拡大

膜長さ
3-10cm

膜長さ40cm（標準品）
製造能力（手動式）: Max200本/月＊短期実証（3ヶ月程度）の完了したものから段階的に販売【量産用製膜装置】
製造能力（自動化）
2,000本以上/月構築中【現段階】＊上記装置イーメージは三菱ケミカル様HPより引用

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eSep事業進捗（2）：ナノセラミック分離膜を活⽤したメンブレンリアクター②ゼオライト系多結晶膜①シリカ系分離膜（優先吸着分離：⼤きな分⼦の選択的膜透過）（分⼦篩：⼩さな分⼦の選択的膜透過）

各種ナノ粒⼦の多層膜

FT 合成

メタノール合成
Reactant

H2CO2(CO2 +H2 ⇄ CO + H2O)
CO + 2H2
CO2 + 3H2
Catalyst
bed

Reactant

Membrane

200oC以上
CH3OH
CH3OH+H2O
CH3OH
H2OProductand/or
Byproduct

H2Membrane

CO2(CO2 +H2 ⇄ CO + H2O)
n CO+ 2 H2Catalyst
bed
Product (-CH-)2n

メンブレンリアクターによる化学平衡シフト

H2O

H2O
Byproduct15

【eSep Vision 2021 】
2025年までに実現すべきことeSepナノセラミック
分離膜製造
本館
eSep本社事務所

別館【再エネ液体合成燃料】（e-fuel, アルコール⽔, MCHなど）
製造及び発電実証（候補場所）

再エネ由来液体合成燃料⾞
⾞両試運転（候補場所）【マイルストーン・スケジュール】＊再エネ液体合成燃料製造実証（〜2023年）＠KICK別館前＊オンサイト⽔素抽出・発電実証（〜2023年）＠KICK別館前＊製造した再エネ液体合成燃料（e-fuel等）にて⾞両試運転（〜2024年）＠KICK別館前＊2025年の⼤阪万博にて実演（〜2025年）
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