公益社団法人 化学工学会〒112-0006 東京都文京区小日向 4-2-8（大樹生命文京小日向ビル）
TEL ： 03-6801-5563
FAX ： 03-6801-5564

2024 年 8 月 28 日
公益社団法人 化学工学会

化学工学会第 55 回秋季大会プレスリリース
公益社団法人 化学工学会では、来る2024年9月11日(水)～13日(金)（特別シンポジウムSP1は9月10日に実施）に第55回秋季大会を開催します。
このたび、第 55 回秋季大会で予定されている 43 のセッションから 6 つの注目セッショ
ンと、1130 件を超える講演から 22 件の注目講演を選定し、本リリースにて公表します。そのほか、7 件の優秀論文賞受賞記念講演および授賞式、83 件の招待講演、14 件の基調講演、43 件の依頼講演が予定されています。
第 55 回秋季大会への参加登録は会期最終日 2024 年 9 月 13 日(金)12:00 までオンラインで受け付けています。なお一般公開企画のみのご聴講は無料(要事前申込)です。

化学工学会第 55 回秋季大会 概要
会 期2024 年 9 月 11 日(水)-13 日(金) ※一部 9 月 10 日実施

会 場

北海道大学 札幌キャンパス

主 催

公益社団法人 化学工学会

大会 URL
参加登録案内および オンライン(一部)https://www4.scej.org/meeting/55f/
https://www4.scej.org/meeting/55f/pages/jp_regist-guide.html

注目セッション (6 セッション;いずれもオンライン聴講可能)
番号
SV-1
SP-1
SP-2
SP-3

セッション名
第 14 回化学工学ビジョンシンポジウム「化学工学におけるサーキュラーエコノミーへの挑戦」[特別シンポジウム] 2050 年 カーボンニュートラルへの道※一般公開企画[特別シンポジウム]
ナノ材料の界面・構造制御プロセスサイエンス[特別シンポジウム]
化学工学分野におけるスタートアップの可能性

資料
別紙１－１
別紙１－２
別紙１－３
別紙１－４

HQ-13

CCUS 検討委員会シンポジウム

別紙１－５

HQ-14

[特別シンポジウム]
SDGs 達成に向けた札幌宣言の実行－Efficiency と Sufficiency の同時達成のための新しい研究－

別紙１－６

1

公益社団法人 化学工学会〒112-0006 東京都文京区小日向 4-2-8（大樹生命文京小日向ビル）
TEL ： 03-6801-5563
FAX ： 03-6801-5564

注目講演 (22 件) （日程・会場・講演番号順）
講演題目

資料

ソフト多孔性錯体への外力印加によるゲート型構造転移挙動の単一粒子レベル

別紙２－１

解析
変調操作を伴う反応晶析での結晶粒子群の外形に対するエアレーションの影響
計算化学による二次元空間へのカフェイン吸着における水の拡散ダイナミクスの探究
Preliminary Evaluation of Thermo Regulating Catalyst for
Ammonia Decomposition: Effect of Flow Rate and Pellet Size
少数サンプルを用いたスペクトル未知成分に対して堅牢な波長重み付け濃度予測
燃料電池システムシミュレーターとの統合へ向けた触媒劣化モデル開発
Evaluation of solvent-based recycling routes under varying feed and productrestraints
ナノウォーミングによる肝臓の凍結保存技術の開発
Optimization of an ammonia decomposition membrane reactor using a highprecision model

別紙２-２
別紙２-３
別紙２-４
別紙２-５
別紙２-６
別紙２-７
別紙２-８
別紙２-９

PV 膜パイロットテストを用いたイソプロパノール濃縮実証結果

別紙２-１０

Seasonal Heat Storage Using Thermochemical Materials

別紙２-１１

連続型消化シミュレーターを使用した白米飯と玄米飯の経時的な胃小腸消化挙動の解析

別紙２-１２

cfiCAR による治療用細胞の運命制御

別紙２-１３

冷却晶析に対する温度応答性高分子の核化トリガー効果

別紙２-１４

酸素還元反応に向けた N, F, P ドープカーボンの開発

別紙２-１５

アミン認識ホスト分子によるイオン交換反応でアミン吸収液の非加熱再生と CO2
固体化は可能かCO2 吸収型コンクリートの炭酸化速度の転化率依存性と速度解析
クレゾール水素化とグルコース水相改質のワンポットプロセスに対する Pt/ハイド
ロタルサイトの触媒活性
フロー合成モニタリングのための近赤外分光用マイクロフローセルの開発
PEACE: A Physics-Enhanced Auto-Correlation Estimator for Real-Time Particle
Size Measurement in Pharmaceutical Manufacturing
米糠および酒粕を原料とする亜臨界水前処理を介した食酢生産技術の開発
機械学習を用いた押出型 3D バイオプリンティングにおける細胞生存率の予測モ
デリング
2

別紙２-１６
別紙２-１７
別紙２-１８
別紙２-１９
別紙２-２０
別紙２-２１
別紙２-２２

公益社団法人 化学工学会〒112-0006 東京都文京区小日向 4-2-8（大樹生命文京小日向ビル）
TEL ： 03-6801-5563
FAX ： 03-6801-5564

優秀論文賞受賞記念講演 (7 件)
以下のページに掲載しておりますので、ご参照ください。
https://www4.scej.org/meeting/55f/prog/awards.html

招待講演・展望講演・依頼講演 (140 件)
以下のページに掲載しておりますので、ご参照ください。
https://www4.scej.org/meeting/55f/prog/keynotes.html（本プレスリリースに関する問合先）
公益社団法人 化学工学会
第 55 回秋季大会実行委員会事務局〒112-0006
東京都文京区小日向 4-2-8
大樹生命文京小日向ビル 4 階
TEL 03-6801-5563 FAX 03-6801-5564
E-mail：inquiry-55f@www4.scej.org
https://www4.scej.org/meeting/55f/

3

別紙１－１ 化学工学ビジョンシンポジウム SV-1 概要
番号SV-1

セッション名日時

第 14 回化学工学ビジョンシンポジウム 「化学工9 月 13 日(金)学におけるサーキュラーエコノミーへの挑戦」

9:00～11:40

会場
B

サーキュラーエコノミーはカーボンニュートラルに並び，経済・社会・環境の調和のとれた持続可能な発展に対する重要な概念となっています．しかしモノづくりに強みを持つ
日本におけるサーキュラーエコノミーの方向性はまだ模索段階にあります．本セッション
では化学工学におけるサーキュラーエコノミー実践への取り組みへの期待と種々の実例を紹介しながら，日本にとって強みのあるサーキュラーエコノミーの方向性を議論します．
＜プログラム＞[招待講演] 素材産業の国際競争力強化と GX の実現に向けた政策動向(経済産業省) 横山 康之 氏
[招待講演] サーキュラーエコノミービジネスの国際展開と日本での方向性(Veolia Japan) 宮川 英樹 氏
[招待講演] IHI における欧州サーキュラーエコノミーの調査((株)IHI) 鈴木 啓立 氏
[招待講演] 三菱電機グループのサーキュラーエコノミーへ向けた取組み(三菱電機(株)) 田中 博文 氏
[招待講演] サーキュラーエコノミーに向けた三井化学グループの取り組み事例について(三井化学(株)) 羽佐田 恭弘 氏
パネルディスカッション
各登壇者・コーディネーター

別紙１－２ 特別シンポジウム SP-1 概要
番号セッション名[特別シンポジウム]

SP-1

2050 年 カーボンニュートラルへの道※一般公開企画

日時
9 月 10 日(火)13:00～17:00

会場
B

カーボンニュートラルの達成のためには、どんな社会にすべきかを検討・設計し、必要なプロセスを想定し、適切な要素技術を求めていく必要があります。化学工学会では地域
産業および地域コミュニティとの連携強化により具体的なケーススタディ、カーボンニュ
ートラルに必要な技術や学問体系の展開・深化の検討を進めております。
2020 年 3 月以降、年会、秋季大会ごとに開催しております本シンポジウムですが、今回も、エネルギー・環境イノベーションとその社会実装について、会期前日の 9 月 10 日（火）午後、招待講演、依頼講演、パネルディスカッションを実施いたします。今回は、カーボンニュートラル推進における日本の位置づけを念頭において、地域の特徴に鑑みた
グランドデザインの考え方、また、北海道での取り組みについて議論していきたいと思います。
なお、参加費無料の一般公開シンポジウムとなりますので、化学工学が挑む未来社会について多くのみなさまとともに語り、この活動を通じて学会全体の分野融合研究の推進と学術の発展に貢献することを期待しています。
＜プログラム＞
循環型産業への転換によるカーボン・インディペンデンスの実現(東京大学/地域連携カーボンニュートラル委員会委員長) 辻 佳子 氏
[招待講演] 日本の GX の進め方について(経済産業省) 西田 光宏 氏
[依頼講演] カーボンニュートラル社会実現に向けた北海道のポテンシャルと取り組み(北海道大学) 菊地 隆司 氏
[招待講演] 北海道をフィールドとしたロボティクスによる社会貢献の取り組み(北海道大学) 江丸 貴紀 氏
[招待講演] 畜産業におけるカーボンニュートラルへの挑戦～地域の資源循環を支えるメタン発酵の役割～(酪農学園大学) 石川 志保 氏
パネルディスカッション
ファシリテーター：
中垣 隆雄 氏
パネリスト： (経済産業省) 平井 貴大 氏・ (北海道大学) 菊地 隆司 氏・(北海道大学) 江丸 貴紀 氏・ (酪農学園大学) 石川 志保 氏
閉会の辞
(化学工学会会長) 森川 宏平 氏

別紙１－３ 特別シンポジウム SP-2 概要
番号SP-2

セッション名日時[特別シンポジウム]

9 月 11 日(水)ナノ材料の界面・構造制御プロセスサイエンス

9:45～16:50

会場
B「ナノ材料の界面・構造制御プロセスサイエンス」プロジェクトでは、ナノ粒子を擬似分子として取り扱いナノ粒子の化学工学熱力学を構築し、ナノ粒子を取り扱うプロセスの単位操作の確立を行い、ナノ粒子の構造形成も取り扱うことを目指した取り組みを行ってきました。本シンポジウムではその成果を発表し、ナノ材料の化学工学の構築に向けた議論を行います。
＜主な講演＞[招待講演] 様々な系におけるナノ構造形成とプロセス-構造相関(早稲田大学) 野田 優 氏[招待講演] アルミノシリケートナノ粒子の合成プロセス設計へ向けた検討(東京大学) 伊與木 健太 氏
[招待講演] 気相中での微粒子のナノ構造化と機能(広島大学) 荻 崇 氏[招待講演] 相互作用測定に立脚したコロイド自己集積現象の機構解明(京都大学) 渡邉 哲 氏[招待講演] ナノフルイドの濡れと構造形成の計測・制御(東北大学) 庄司 衛太 氏
[招待講演] 有機修飾無機ナノ粒子の基礎物性からわかる擬似分子としての振る舞い(東北大学) 大田 昌樹 氏・ 楊 乃樹 氏・ 秋和 佑汰 氏
[招待講演] スーパーコンピュータ MASAMUNE-IMR を活用した有機修飾ナノ粒子の凝集・分散メ
カニズム解明への計算科学シミュレーション(東北大学) 久保 百司 氏・ 中村 美穂 氏・ 大谷 優介 氏
[招待講演] 次世代ファインセラミックス製造プロセスの開発基盤構築を目指して(産業技術総合研究所) 陶 究 氏

別紙１－４ 特別シンポジウム SP-3 概要
番号SP-3

セッション名日時[特別シンポジウム]

9 月 12 日(木)化学工学分野におけるスタートアップの可能性

9:40～15:30

会場
B

持続的な経済成長の推進役として、スタートアップにかかる期待は大きい。政府は 2022
年を「スタートアップ創出元年」と位置付け、イノベーションの鍵となるスタートアップを
5 年で 10 倍に増やすことをめざし、5 か年計画をまとめました。
このような中、IT 技術を活用するテック系スタートアップだけでなく、社会の根深い課
題を先端的な技術で解決するディープテックスタートアップに対する期待が高まっています。テック系のスタートアップは数か月の開発サイクルで数年での上市、5 年程度での IPO
や M＆A でのエグジットを目指します。これに対してディープテックスタートアップは、
製品上市まで長期間が必要となり、開発に必要な資本も一桁以上大きく、研究開発人材と経営人材のミスマッチ、研究開発人材と出資者とのディスコミュニケーション、など様々な課
題に直面します。
本シンポジウムでは、スタートアップを取り巻く人財の課題、事業会社のオープンイノベーションへの取り組み、アカデミア発スタートアップの起業の課題、アカデミア発スタート
アップの成長への挑戦などについて講演を頂戴する予定です。ディープテックのシーズをもつアカデミアの人材の集まる場である化学工学会の立場から、スタートアップを創出し、社会を変えていく可能性について議論します。
＜主な講演＞
企画趣旨、経緯とディープテックスタートアップをとりまく環境(信州大学) 古山 通久 氏
[招待講演] ディープテック・スタートアップ、ディープテック・イノベーション: 日本のチャンスとは？
(Startup Genome Japan) 西口 尚宏 氏
[招待講演] (仮)21 世紀のスタートアップの開拓(北海道大学) 土屋 努 氏[招待講演] P I R(Producer In-Residence)によるディープハンズオン支援(インタンジブルズ(株)) 矢野 勝治 氏
[招待講演] 上場意義と現在の IPO 環境(吉積ホールディングス(株)) 園田 勝臣 氏
[招待講演] ディープテックスタートアップが気を付けるべき三つの罠(大熊ダイヤモンドデバイス(株)) 星川 尚久 氏
[招待講演] 蓄熱技術におけるスタートアップの可能性(北海道大学) 能村 貴宏 氏
株式会社気象データシステムの設立と発展:建築用気象データベースを商品とする大学発ベンチャー(元(株)気象データシステム) 上村 芳三 氏・ ((株)気象データシステム) 赤坂 裕 氏

別紙１－５ 本部・委員会企画 HQ-13 概要
番号セッション名HQ-13

CCUS 検討委員会シンポジウム

日時
9 月 13 日(金)会場
C

8:35～17:00

二酸化炭素回収・貯留利用（CCUS）に関する講演を行います。
＜主な講演＞[招待講演] Evaluation of CO2 Capture and Utilization (CCU) Technologies through Rigorous
Process Simulation(國立臺灣大學) Yu Bor-Yih 氏[招待講演] NEDO のカーボンリサイクル実証研究拠点と CCUS 分野の取組の紹介(新エネルギー・産業技術総合開発機構) 吉田 准一 氏
[招待講演] 海水を用いた有価物併産カーボンリサイクル技術実証と応用製品の研究開発(早稲田大学) 中垣 隆雄 氏
[注目講演] アミン認識ホスト分子によるイオン交換反応でアミン吸収液の非加熱再生と CO2 固体化は可能か(宮崎大学) 大島 達也 氏・ 河野 晃大 氏・ 大榮 薫 氏・ 稲田 飛鳥 氏
[注目講演] CO2 吸収型コンクリートの炭酸化速度の転化率依存性と速度解析(早稲田大学) 並木 克也 氏・ (デンカ(株)) 亀田 博之 氏・ 原 啓史 氏・(早稲田大学) 野田 優 氏

別紙１－６ 特別シンポジウム HQ-14 概要
番号セッション名日時

SDGs 達成に向けた札幌宣言の実行
HQ-14－Efficiency と Sufficiency の同時達成のための新しい研究－

9 月 13 日(金)13:00～17:00

会場
D

化学工学会は、2019 年 9 月 APCChE2019 において『国連持続可能な開発目標(SDGs)に関する宣言－人々の「健康、安心、幸福」のための化学工学－』と題する札幌宣言を発表しました。SDGs を共有ビジョンとし、化学工学者が、化学工学と関連する技術の進歩を通して、人々のウェルビーイングの推進へ貢献することを第一の目的としています。この札幌宣言の実現に向けて、これまでの秋季大会や年会において「多様な分野の協働で実現するサーキュラーエコノミー」「安全な水への化学工学の貢献」「多様な人材が活躍する未来の化学工場」「ありたい未来社会のための化学工学」といった宣言に含まれる内容に関連したテーマ
でシンポジウムを開催し、全員参加型のグループ討議も行い、学会内外の方々と議論を深めてきました。今回のシンポジウムでは、効率性と充足性をともに確保した研究開発のあり方を産官学連携で議論すべく、専門家からのご講演と、産学連携での共同ワークにもとづくプ
ロジェクト提案ならびに聴衆も含めた全員参加型のグループ討議を行い、札幌宣言の達成に向けた取り組みを実際に加速させることを目的とします。

＜プログラム概要＞
趣旨説明(慶応義塾大学) 藤岡 沙都子 氏[招待講演] 人々の「健康、安心、幸福」のために～化学工学と SDGs～(住友化学(株)) 福田 加奈子 氏[招待講演] 持続可能な社会・経済・環境に向けたイノベーションへの期待と現状(文部科学省) 迫田 健吉 氏
キャップストーンプロジェクトの説明(三井化学(株)) 花田 汐理 氏
参加型グループ討議
まとめ(住友化学(株)) 木村 雅晴 氏

2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」
講演番号

D101（2024 年 9 月 11 日 D 会場 9:00～9:20）

講演題目

ソフト多孔性錯体への外力印加によるゲート型構造転移挙動の単一粒子
レベル解析

発表者

京都大学 大学院工学研究科
有馬 誉・ 永野 拓幸・ 平出 翔太郎・ 渡邉 哲

問合先京都大学 大学院工学研究科 渡邉 哲
e-mail: nabe@cheme.kyoto-u.ac.jp

参考サイト

特になし

本講演のポイント＜一般向け＞
人類はこれまで石油や石炭といった有形の化石燃料に頼って生活を豊かにしてきました。
しかし，私たちが生きる 21 世紀は「Age of gas (ガスの時代)」とも言われており，ガス貯蔵や分離技術の発展が求められています。そんな中，金属イオンと有機分子が規則的に配位することで，無数の孔(分子サイズオーダー)を持つ材料が合成できることが明らかになりま
した(Flexible metal–organic frameworks; MOFs)。Flexible MOF は，通常，ほとんど隙間がな
い構造をしていますが，自身の骨格を変形することで分子サイズの孔を生成し，ガス分子を取り込みます(吸着)。一連の様子が，まるでガス分子が門を開けるようであることから，この現象は一般に「ゲート吸着」と呼ばれます。門の開け方は様々で，例えば，積層構造のELM-12 は，その層間隔を拡げ，歪んだジャングルジムのような構造の DUT-8(Ni)は，その歪みを立て直すことで，門を開きます。このように，Flexible MOF の構造変形メカニズムは，一つの門の開閉挙動として議論されてきました。しかし，実際の Flexible MOF はそれらの門付きの部屋が 3 次元方向に隣接した，いわばマンション構造の粒子であり，粒子全体で見た時の協奏的な構造変形メカニズムが重要です。そこで我々は，粒子に対する物理的な力で構造変形を引き起こすことで，その様子を観察できないかと考えました。本研究では，原子間力顕微鏡(AFM)と呼ばれる機器を用いて，ガス吸着した粒子を押し付けることで，構造変形を発生させました。その結果，層状の ELM-12 は構造変形が層(フロア)ごとに生じるのに対して，ジャングルジム型の DUT-8(Ni)は全ての部屋が一斉に構造変形することが明らかになりました。これらの構造変形メカニズムの違いは材料の吸着特性を左右する重要な因子であることから，本手法は，MOF の特性評価手法として有効であると考えられます。

ELM-12の構造変形 (層ごとの変形)

DUT-8(Ni)の構造変形 (一斉に変形)

AFMによる構造変形の発生

別紙２－２2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号E106（2024 年 9 月 11 日 E 会場 10:40～11:00）

講演題目

変調操作を伴う反応晶析での結晶粒子群の外形に対するエアレーション
の影響

発表者

東京農工大学大学院工学研究院
阿部 沙弥香・ 甘利 俊太朗・ 滝山 博志

問合先

東京農工大学大学院 工学研究院 滝山 博志
e-mail: htakiyam@cc.tuat.ac.jp，TEL：042-388-7480

参考サイト

特になし

本講演のポイント＜一般向け＞■ 社会的・技術的背景 ■結晶化現象を利用した晶析操作は、目的成分を分離精製するための手法として、医薬品などの製造に用いられている。晶析操作法の一つである反応晶析は合成と分離精製のプロセスを同時にできるため、製造工程の簡略化に効果的な手法である。しかし、微小結晶が凝集した複雑な外形の結晶が頻繁に生成してしまうことがあるため、今までにない手法の導入によって、凝集による結晶外形の悪化を抑制させることが求められている。
■ 解決すべき課題 ■凝集を抑制させるための方針として、凝集構造の形成に使用される析出量を低減させる
ことが考えられる。そのためには、初期に十分な結晶量を析出させ、迅速に成長させる必要がある。初期の結晶量を確保するための一つの方法として、反応溶液の添加方法を工夫する
変調操作を用いた内部種結晶法がある。しかし反応晶析の場合、析出量が設定した pH にも依存するため、初期の結晶量を自由自在に制御することは難しく、変調操作のみでは十分な結晶量を確保できないことが課題である。そこで、本研究では核化促進法であるエアレーション法に着目し、革新的な内部種結晶法の確立を目指した。
■ 本研究の成果 ■本研究では、結晶粒子群の凝集による外形悪化を抑制させるために、内部種結晶法を用いた新たな晶析法の開発に挑戦した。具体的には、変調操作とエアレーション操作を組み合わせる手法を考案した。結果、エアレーションなしでは初期結晶量を十分に作製できなかった条件でも、本研究の手法では、所望の pH で内部種結晶を確実に作製できるようになるとともに、最終製品結晶粒子群の外形を大幅に改善させることに成功した（Fig. 1）。

Without aeration
Agg: 69 Ar: 4.0

500 µmWith aeration
Agg: 33 Ar: 2.2

500 µmFigure 1 本手法で得られた製品結晶粒子群の SEM 画像別紙２－３2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号I113（2024 年 9 月 11 日 I 会場 13:00～13:20）

講演題目

計算化学による二次元空間へのカフェイン吸着における水の拡散ダイナミクスの探究

発表者

工学院大学 先進工学部〇宮川 雅矢・ 金子 元樹・ 高羽 洋充

問合先

工学院大学先進工学部環境化学科 高羽 洋充
e-mail: takaba@cc.kogakuin.ac.jp，TEL：042-628-4923

参考サイト

特になし

本講演のポイント＜一般向け＞

Si−O
Al/Mg−O
Si−O
Ex. Na+, Ca2+

【背景】
カフェイン（CF）の除去は、健康志向の高まりとともに需要が拡大している。層状
粘土鉱物は CF を選択的に吸着する材料であり、有機カチオンを導入することで吸着
+
O

N

+

−Na+

H 2O
O

+
N

N

nC N

特性は向上するが（右図）、カチオン種や置 O
O換率に影響される。そのため、吸着による
OH
N

N

N
O

HO

N

N

N

層間構造の変化、水の拡散ダイナミクスの理解が理想的な材料創製において必要となる。
N
O
N
Cl
Cl
【本研究の成果】
我々は、サポナイトという層状粘土鉱物の Na+の一部がベンジルアンモニウムイオン（BA+）
で置換された複合体について、液相吸着時の構造および水の拡散ダイナミクスを分子シミュレーションで探究した。実験値を参照して有機カチオン量・含水率・CF 吸着量が正確なモデルを作成したところ、1 分子の CF 吸着に伴って 7 分子の H2O が脱離することが明らかとなった。また、CF は層表面に水平に吸着し（下図左、中）、H2O の拡散係数は CF 吸着に伴い 74%減少することがわかった。H2O 分子の水平方向の軌跡を解析したところ、BA+, CF
近傍では頻度は低く、未置換の Na+周りでは高いことがわかる（下図右）。すなわち、Na+から BA+への置換を完全にはおこなわないことで層間における BA+占有率を抑えることができ、未置換の Na+周辺が H2O の拡散経路となることが明らかとなった。

y座標[Å]

24

z
y
Na+

BA+
（H：非表示）

8

y

x z

16

0

x

8

0

16

24

x座標[Å]

CF

H2O

頻度

高

中

低

0

別紙２－４2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号K104（2024 年 9 月 11 日 K 会場 10:00～10:20）

講演題目

Preliminary Evaluation of Thermo Regulating Catalyst for Ammonia
Decomposition: Effect of Flow Rate and Pellet Size

発表者

北海道大学

Tamzysi C.・ Shimizu Y.・Nakamura T.・
Mimura K.・ Nomura T.

問合先

Name: Cholila Tamzysi
Affiliation: Graduate School of Engineering, Hokkaido University
Email: cholila.tamzysi.v4@elms.hokudai.ac.jp
Lab phone no: 011-706-6842

参考サイト

Nothing in particular

本講演のポイント＜一般向け＞
Energy is always needed or supplied by the nature of phase change processes, suchas the water evaporation or the formation of ice cubes. By using a similar concept,
we create a micron-size metal core-shell structure catalyst that can help regulate
a chemical reaction's temperature by acting as a heat source or absorber, known as
micro encapsulated phase change material (MEPCM) catalyst. When the heat supply
for an endothermic reaction is disrupted, the MEPCM catalyst can maintain a higher
temperature for a brief time by performing core solidification process, leading toprevent the reduction of chemical conversion. Our recent study of a 45 μm Albased MEPCM catalyst successfully demonstrated thermal control on the NH3
decomposition reaction (NH3 → H2 + N2). As shown in Fig 1, currently, we proceed
to scale up the study into 3 mm pellet size and try to observe the effect onreaction performance, reactant gas fluid movement, and thermal control ability.
The completion of this study will accelerate the development of MEPCM catalysts as
the next generation industrial thermal control.

Fig. 1. Conceptual diagram of MEPCM catalyst performance in providing reserve
heat for chemical reaction by a core solidification process.

別紙２－５2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号

L124（2024 年 9 月 11 日 L 会場 16:40～17:00）

講演題目

少数サンプルを用いたスペクトル未知成分に対して堅牢な波長重み付け
濃度予測

発表者

京都大学 大学院情報学研究科

小林 朔也・ 加藤 祥太・ 加納 学

問合先

京都大学大学院情報学研究科 加納 学
e-mail: manabu@human.sys.i.kyoto-u.ac.jp，TEL：075-753-3367

参考サイト

特になし

本講演のポイント＜一般向け＞

化学産業の競争力を強化するために，機能性化学品の開発期間を短縮することが重要になっています．本研究では，化学反応で生成した物質の濃度を，近赤外光や赤外光を利用する分光分析によって求める新しい手法（Wavelength Weighting Iterative
Optimization Technology: WW-IOT）を開発しました. この手法は，各波長の有用性に応じて各波長の吸光度に重み付けすることで，従来手法に比べて少ない測定データで高精度な分析を可能にします．このため，測定データを得るための実験に要する時間とコストを削減できます．

本研究は，国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の委
託事業「機能性化学品の連続精密生産プロセス技術の開発」（JPNP19004）の一部として実施したモノです．

別紙２－６2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号

S121（2024 年 9 月 11 日 S 会場 15:40～16:00）

講演題目

燃料電池システムシミュレーターとの統合へ向けた触媒劣化モデル開発

発表者(京大工)長谷川 茂樹 (農工大工) 金 尚弘 (京大工)影山 美帆・河瀬 元明

問合先

京都大学大学院 工学研究科 化学工学専攻 長谷川 茂樹
e-mail: s.hasegawa@cheme.kyoto-u.ac.jp，TEL：075-383-2643

参考https://www.ch.t.kyoto-u.ac.jp/ja/information/laboratory/3koza/fc-dynamo/

サイト

https://www.youtube.com/watch?v=mAMmgBkuGYQ

本講演のポイント＜一般向け＞
燃料電池(FC)システムは、水素エネルギー利用のキーデバイスとして注目されており、近年
は自動車・鉄道・船舶・航空をはじめ多様な用途での活用が進んでいる。一方、燃料電池シ
ステムの歴史は浅く知見が十分に蓄積されていないこととシステム自体の複雑さから、その開発は「造って試す」試行錯誤的なプロセスで実施されており、高額な試作費や開発期間の長さが FC システムの利用拡大の大きな阻害要因になっている。特に電極触媒やイオン伝
導ポリマー等の FC 材料の耐久性の確認にはシステム全体の準備と年単位の耐久試験期間を必要とし、開発プロセス上の最大の障壁の一つと考えられている。筆者らは、上記の開発負担を低減し多様な FC システム製品の開発を可能にすることを目的に、FC システムシミュレーターを開発した。FC-DynaMo は、最新の市販燃料電池自動車(FCEV)である第 2 世代 MIRAI のシステム全体の挙動を高精度・高速演算速度で再現し、高価な試作機を作製することなく種々の運転パターンでの挙動を評価できる。FC-DynaMo はこれまで国内
90 以上のメーカー・研究機関等へ配布され、製品開発や材料研究に利用されている。一方
で、FC-DynaMo には FC 材料の劣化モデルは含まれておらず、耐久試験をシミュレーションに置き換えるには至っていない。そこで本研究では、FC 触媒材料についてシステム全体の動作を考慮しながら年単位の劣化挙動を予測できる劣化モデルを開発し、FC-DynaMo に統合した。下図に示すように、本モデルでは、製品セルの 1/10 未満のサイズの試験片で取得したデータを基にモデル内のパラメーターを決定すれば、高価な製品セル・システムを試作することなく耐久試験実施後のシステムの性能を予測できる。
本モデルでは第 2 世代 MIRAI の実際の耐久試験の結果を高精度に再現することを確認した。標準的なノート PC を用いた計
算速度は実時間の 40 倍程度で、1 年間の耐久試験のシミュレーションが 1 週間程度で完了できる。今後、本モデルを搭載した FC-DynaMo の最新版をユーザーへリリースし、耐久性も含めた FC 製品開発と基礎研究の加速に貢献する。

図：FC-DynaMo による耐久性予測シミュレーションの実行プロセス

別紙２－７2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号T113（2024 年 9 月 11 日 T 会場 13:00～13:20）

講演題目

Evaluation of solvent-based recycling routes under varying feed
and product restraints

発表者

産業技術総合研究所
Caudle Benjamin・ Nguyen Thuy・ Kataoka Sho

問合先

産業技術総合研究所 化学プロセス研究部門 片岡 祥
e-mail: s-kataoka@aist.go.jp，TEL：050-3521-1966

参考サイト

特になし。

本講演のポイント＜一般向け＞
容器包装リサイクル法に基づいて、家庭から出る容器包装廃棄物は分別回収されてリサイクルされます。容器包装廃棄物にはポリエチレン（PE：約 35％）ポリプロピレン（PP：約 24％）以外にも様々な成分が含まれており、再資源化を困難にしています（右図）。
プラスチックのリサイクル方法は大きく分類して、マテリアルリサイクル、ケミカルリサイクル、ガス化を含む熱分解、サーマル
リサイクルがあります（下図）。現在、マテリアルリサイクルが主に採用されており、密度差を使った浮沈分離や近赤外光センサーを使った光学選別などを通して PE や PP を分離
して、ペレット化しています。しかしながら、マテリアルリサイクル法では、再生ペレットの純度や品質が課題とされてきました。
本研究発表では、マテリアルリサイクル法のうち、溶媒を使ったリサイクル方法のプロ
セス解析結果について報告します。本手法では、プラスチック等の廃棄物を溶媒に溶解して、不純物を取り除き、高品質な再生ポリマーを回収できます。その中でも貧溶媒法、温度スイング法、超臨界法についてプロセス設計を行い、廃プラ原料の PE や PP の含有率による影響を示します。更に、各手法でのカーボンフットプリントを算出するとともに、サーキュレーターエコノミーの観点から経済性評価についても報告します。

別紙２－８2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号

YA123（2024 年 9 月 11 日 Y 会場(ポスター) 12:40～14:00）

講演題目

ナノウォーミングによる肝臓の凍結保存技術の開発

発表者

名古屋大学 大学院工学研究科〇滝澤 奈摘・ 金子 真大・ 若林 大誠・ 井藤 彰

問合先名古屋大学工学研究科 井藤 彰
e-mail: ito.akira@material.nagoya-u.ac.jp, TEL:052-789-3374

参考サイト

特になし

本講演のポイント＜一般向け＞

図

本研究で開発した肝臓の凍結・融解プロセス

臓器移植は重度の臓器不全患者にとっての生命線ですが、ドナー不足や臓器の保存可能
期間の短さ（数時間から一日程度）のため多くの患者が適切な時期に移植を受けられずにいます。臓器の凍結保存は、臓器の半永久的な保存を可能にする技術として期待されています。
しかし、臓器を凍結・融解すると、氷の結晶が生成し細胞や組織構造が傷つけられることで臓器機能が損なわれてしまうという問題があります。こうした背景のもと、私たちは「ナノサイズの発熱体を含む新規凍結保護液」を開発し、ラット肝臓の細胞生存率を維持した状態
での凍結保存に成功しました。
本研究では凍結方法として、急速冷却により試料をガラス状態で凍結するガラス化法を利用しました。私たちの開発した凍結保護液はナノサイズの発熱体である磁性ナノ粒子を含んでおり、交流磁場をあてると磁性ナノ粒子が発熱し、生体試料が均一かつ急速に加温（ナノウォーミング）されます（図 1）。これにより、氷晶の生成を伴わずに解凍することができます。さらに、凍結保護剤として、細胞膜の構造を模倣したリン脂質ポリマーを添加することで、凍結保護作用と磁性ナノ粒子の分散安定性が高まることを見出しました。
新規開発した凍結保護液を肝臓内部に灌流したところ、磁性ナノ粒子を肝臓内に均一に供給することに成功しました。灌流した肝臓を凍結保護液に浸漬し、液体窒素による凍結と交流磁場照射による解凍を行ったところ、細胞の生存率が維持されていました。今後、肝臓の機能を含めた詳細な検討を行い、臨床への応用を目指します。

別紙２－９2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号G206（2024 年 9 月 12 日 G 会場 10:40～11:00）

講演題目

Optimization of an ammonia decomposition membrane reactor using
a high precision model

発表者

産業技術総合研究所

Lundin Sean-Thomas B.
Ikeda Ayumi, Hasegawa Yasuhisa

東京大学
問合先

Movick William J.

産業技術総合研究所 ランディーン ショーン
e-mail: lundin.sean@aist.go.jp，TEL：050-3522-8199

参考サイト

・J. Membr. Sci., 693 (2024) 122345, DOI: 10.1016/j.memsci.2023.122345

本講演のポイント＜一般向け＞
二酸化炭素排出量を削減する世界的な取り組みにおいて、アンモニアは天然ガス (メタン) に代わる実行可能なカーボンフリーの水素エネルギーキャリアです。アンモニアの分解反応における重要な技術的課題の 1 つは、アンモニアから水素に変換するエネルギー効率です。通常、アンモニアからの水素変換は固定床触媒反応器を利用し、その後段に水素精製用の分離システムを搭載します。これによりプロセスが複雑になり、建設コストが増加します。この代わりに、反応と分離プロセスを 1 つのデバイスに統合できる膜反応器を利用することで、エネルギー効率の向上に加えて、装置のコンパクト化が可能です。
膜反応器の幾何学的設計は十分に研究されていないため、最適化によって効率を向上させる余地があります。
本研究では、有限要素解析 (FEA) を使用して、理想的でない条件でも正確に予測できる膜反応器の詳細なモデルを開発しました。次に、このモデルを使用して、デバイス内の膜と触媒の配置の重要性を調査しました。膜を触媒反応器内に配置した膜軸方向位置(0%) から反応器から完全に分離された位置 (100%) に移動することで、水素生成速度を最適化できます。興味深いことに、最大水素生成速度はシステム全体の水素回収率に依存することが分かりました。膜の位置を最適化することで、触媒量や膜面積を変えることな
く、水素生成速度を 17％（回収率 90％）から 66％（回収率 80％）まで改善できることを明らかにしました。

図（左）形状が変化する管状膜反応器の概略図（右）膜位置と水素回収率による水素生成率

別紙２－１０2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号G220（2024 年 9 月 12 日 G 会場 15:20～15:40）

講演題目

PV 膜パイロットテストを用いたイソプロパノール濃縮実証結果

発表者

日東電工株式会社

西山 真哉・ 平井 智也

神戸大学 大学院科学技術イノベーション研究科
中川 敬三・ 吉岡 朋久
問合先

日東電工株式会社ヒューマンライフソリューション事業部門
メンブレン事業部開発部 第１開発グループ長
西山 真哉
e-mail: shinya.nishiyama@nitto.com，TEL：080-8548-0262

参考サイト

・Ind. Eng. Chem. Res. 62 (36) (2023) 14611-14619.

https://doi.org/10.1021/acs.iecr.3c02228.
本講演のポイント＜一般向け＞

イソプロパノール（IPA）は石油産業や製薬産業で広く使用されている。近年バイオ燃料としても着目されている溶剤である。エコシステムの観点から廃液や発酵液からの IPA 回収ニーズは高まっている。高濃度 IPA 溶液の場合、蒸留プロセスでの分離回収が一般的である。一方、発酵液を代表とする低濃度
IPA 溶液に関しては大量の水を蒸発させるため膨大なエネルギーが必要となる。今回、弊社では低濃度領域 IPA から選択的に濃縮回収できる分離膜を開発した。廃液温度を低温に保ちながら IPA を選択的に回収するため、エネルギー
費用の大幅な削減が可能となる。本報告では 5%IPA 廃液を用いた分離膜試験結果について紹介する。

IPA 回収システムの実証例

別紙２－１１2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号H207（2024 年 9 月 12 日 H 会場 11:00～11:20）

講演題目

Seasonal Heat Storage Using Thermochemical Materials

発表者

東京工業大学 物質理工学院

Hawwash Ahmed Antar Mahmoud・森 伸介

エジプト日本科学技術大学（E-JUST）
問合先

Hassan Hamdy

Tokyo Institute of Technology, HAWWASH Ahmed Antar Mahmoud
e-mail: ahmed.hawash@bhit.bu.edu.eg，TEL：+80-3341-9996

参考サイト

A.A. Hawwash. et al., Applied Thermal Engineering., 168, 114776 (2020).
A. A. Hawwash. et al., Energy Procedia., 141, 310–314 (2017).
本講演のポイント＜一般向け＞
Compared with sensible and latent heat storage, thermochemical material (TM) has thehighest energy density of about 200–500 kWh/m3 and exhibits an ignored heat loss duringstorage period because of the energy stored in chemical potential. Thermochemical heatstorage (THS) is used for store energy for long time. Figure.1 shows the main steps of thecharging and hydration processes of thermochemical storage energy. The operating of theopen systems of THS with large mass of TM is a great challenge due to the agglomeration ofmaterial after charging process. The
hot air flows through the reactor at 50
⁰C and the temperature increased
with rate of 1⁰C/min until reach 130
⁰C. The agglomeration was spreadover the material, leading to failed ofhydration test. The wet air cannot
reach the most particles in the
discharge process. In order to avoid
the TM agglomeration, we have triedvarious binders that can suppress TM
agglomeration and interestingly wefound that the best results are obtained withsaw dust. A sawdust was added to 1kg ofmagnesium chloride hexahydrate with different
volume ratio. The result showed that theagglomeration was ignored when the sawdust
volume ratio was 90% at least as shown in
Fig.2. It is concluded that MgCl2-6H2O with
sawdust (90% volume fraction) is proper for
open thermochemical heat storage system.

別紙２－１２2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号

V221（2024 年 9 月 12 日 V 会場 15:40～16:00）

講演題目

連続型消化シミュレーターを使用した白米飯と玄米飯の経時的な胃小腸
消化挙動の解析発表者

筑波大学 生命環境系 市川 創作・王 在天・岡﨑 由季乃・髙田 琉菜
農研機構 食品研究部門 神津 博幸・小林 功

問合先筑波大学 生命環境系 市川

創作

e-mail: ichikawa.sosaku.fn@u.tsukuba.ac.jp TEL：029-853-4627
参考サイト

・ヒト胃消化シミュレーターを紹介するインフォグラフィックス動画
https://www.youtube.com/watch?v=wq_7sekisxQ
・食品の胃消化プロセスの in vitro 評価, 日本食品工学会誌, 20 (4), A18-22(2019) .

https://www.jsfe.jp/journal/kaiho/20/2004/k4.pdf

・ヒト胃消化シミュレーターを利用した食品粒子の微細化プロセスの可視化および評価, 日本食品科学工学会誌, 65 (2), 543-551 (2018) .
https://www.jstage.jst.go.jp/article/nskkk/65/12/65_543/_pdf/-char/ja
本講演のポイント
ヒトが食品を摂取すると、食品に含まれる栄養成分等を体内に吸収し利用できる状態に変化させる消化作用を受けます。胃や小腸では、消化酵素や pH 等の化学的な消化作用に加え、胃壁のぜん動運動による物理的消化作用を受けます。特に、胃における食品の消化状態は、その下流の小腸における栄養成分の吸収に大きく影響します。食品の消化特性と構造との相関を in vitro 試験により明らかにできれば、消化性が制図１ 連続型胃消化シミュレーター (c-GDS) (左) と御された食品の設計・開発に有用と考
豆腐粒子の消化試験を行っている様子 (右)え、ヒトの胃における消化液の連続的な分泌と胃内容物の腸への連続的な排出を模擬した連続型胃消化シミュレーター(Continuoustype Gastric Digestion Simulator; c-GDS）を開発しました（図１）。
c-GDS では胃の複雑な構造をシンプルな構造モデルに置き換えつつ、胃壁のぜん動運動による物理的な消化環境と、胃消化液による化学的な消化環境を模擬しました。また、胃の幽門部を模した c-GDS 容器を透明な素材で作製し、内部の流動状態や消化試験の過程を直接観察できる様にしました。
本研究では、この c-GDS を使用して、白米飯と玄米飯の経時的な胃小腸消化挙動を解析しました。同じ炊飯米においても白米飯を摂取した方が、玄米飯と比較してヒトの血糖値が早く上昇す
ることが知られています。c-GDS を使用した in vitro 消化試験の結果、白米飯は玄米飯と比較して胃から小腸への排出が早く、さらに小腸において炊飯米のデンプンが分解されやすいことがわ
かりました。この結果から、白米飯を摂取した方が、小腸に消化デンプンが早く供給され、玄米飯と比較して早い血糖値の上昇を引き起こしていると考察しました。
この様にｃ-GDS を使用して食品の消化挙動を in vitro で評価・解析できます。また、経口摂取
するサプリメントや薬剤などの崩壊や機能成分の溶出、ならびに腸への排出挙動の評価にも利用できると期待されます。

別紙２－１３2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号W209（2024 年 9 月 12 日 W 会場 11:40～12:00）

講演題目

cfiCAR による治療用細胞の運命制御

発表者

国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所

問合先国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所
細胞ワクチンプロジェクト

河原 正浩

河原 正浩

e-mail: m-kawahara@nibiohn.go.jp，TEL：072-641-8043
参考サイト

https://www.nibiohn.go.jp/cellvaccine/index.html

本講演のポイント＜一般向け＞
細胞の増殖や分化などの基本運命は、細胞内シグナル伝達の特性とシグナル強度によって制御されています。この細胞内シグナル伝達を意のままに設計し制御できれば、治療用細胞の運命を緻密に制御することが可能となり、細胞治療の効果向上のためのツールとなりえます。そこで、本講演では、細胞運命シグナルに関わる受容体をシグナル伝達ドメイ
ンとして連結したキメラ抗原受容体（cfiCAR）を設計して治療用細胞に遺伝子導入し、増殖（piCAR）や分化（diCAR）の制御を達成した研究について紹介します（下図）。
1)マウス初代培養 T 細胞の増殖誘導
T 細胞は IL-2 により増殖誘導され、免疫応答の中枢を担う細胞であるため、増幅できればがん治療等に有用です。そこで、IL-2 受容体をシグナル伝達ドメインとして有する piCARを構築しました。マウス脾臓から分離濃縮した初代培養 T 細胞にこの piCAR 遺伝子を導入し、抗原存在下で培養したところ、有意に細胞増殖が促進されました。
2)マウス初代培養造血幹細胞の増殖誘導
造血幹細胞は造血系遺伝性疾患の遺伝子治療の標的として有望ですが、治療効果を高め
るには遺伝子導入造血幹細胞を増幅する必要があります。そこで、造血幹細胞の増幅に関わるトロンボポエチン受容体やそれを改変したものをシグナル伝達ドメインとして有する
piCAR を作製し、マウス造血幹細胞に遺伝子導入して抗原刺激したところ、天然型サイト
カインを凌駕する細胞増幅効果を示し、骨髄再構築能も見られました。
3)ES/iPS 細胞の心筋分化誘導
多能性幹細胞から充分な数の心筋細胞を産生することは、心臓再生治療にとって大きな需要がありますが、低コストで効率的に分化さFluorescein(FL)せることは依然として困難です。そこで、心筋細胞への分化を促進する顆粒球コロニー刺激因

BSA
抗FL
scFv

抗原

子や Wnt3a に対する受容体のシグナル伝達ドメ
インを有する diCAR を作製し、マウス iPS/ES

細胞膜細胞に導入したところ、抗原刺激により心筋細胞への分化効率が上昇しました。

受容体シグナルドメイン

運命シグナル伝達（増殖、分化）

別紙２－１４2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号

YA247（2024 年 9 月 12 日 Y 会場(ポスター) 10:30～12:00）

講演題目

冷却晶析に対する温度応答性高分子の核化トリガー効果

発表者

東京農工大学大学院工学研究院
長谷川 雄大・ 滝山 博志・ 甘利 俊太朗

問合先

東京農工大学大学院工学研究院

甘利 俊太朗e-mail: amari@go.tuat.ac.jp，TEL：042-388-7729
参考サイト

特になし

本講演のポイント＜一般向け＞■ 社会的・技術的背景 ■晶析は医薬品製造を始めとする結晶粒子群に関わる多くの工業分野で用いられている。
結晶粒子群には粒径や形状といった様々な特性の制御が要求されるが、これらの特性の多
くは核化タイミングの違いで変化する。したがって、核化を自在に制御できるようになれば、得られる結晶粒子群に所望の特性を作り込むことが可能となる。
■ 解決すべき課題 ■我々は核化の制御について、核化に至るまでの脱溶媒和過程に着目した。過飽和溶液中で結晶化成分が脱溶媒和することで核化が生じるとすれば、結晶化成分に溶媒和している溶媒を積極的に奪い取るような第三成分の導入により、意図的な核化の誘発が可能になると考えられる。例えば、温度応答性高分子の 1 つである PNIPAM を導入すれば、その相転移を核化トリガーとして利用できる可能性がある。しかし、結晶化成分の脱溶媒和を促進しうる温度応答性高分子の存在が、核化および得られる結晶粒子群の特性に及ぼす影響は明らかになっていない。
■ 本研究の成果 ■純粋系（タウリン－水系）に対して、PNIPAM 存在下では、核化温度が高温側にシフトした（Fig. 1）。具体的には、飽和温度 33°C の溶液では、核化温度は純粋系で約 11°C であった
40のに対し、PNIPAM 存在下では約 19°Cであった。タウリン共存下での PNIPAM

35の相転移温度は約 20°C であったため、30

With PNIPAMて機能したと考えられる。得られた結晶
粒子群を比較すると、PNIPAM の核化トリガー効果によって結晶外形が等方的

Temperature [°C]

100 μmPNIPAM の相転移が核化トリガーとしAr = 2.6

CVN = 42%

25

Without PNIPAM
Phase transition
temp. of PNIPAM
in taurine solution

20

15

100 μmAr = 5.4となり、粒径分布のばらつきを示す CVN

10値も改善していた。

5

CVN = 57%

Cooling profile

今回の成果は、核化を脱溶媒和の観点から制御する新規手法の提案であり、粒子群特性の制御に対する新たな知見の獲得に大きく貢献するものである。

0
0

5

10

15

20

25

30

35

40

Time [min]Fig. 1 PNIPAM の有無による核化温度と結晶
粒子群特性の違い

別紙２－１５2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号YB241（2024 年 9 月 12 日 Y 会場(ポスター) 13:00～14:30）

講演題目

酸素還元反応に向けた N, F, P ドープカーボンの開発

発表者

大阪大学 大学院基礎工学研究科
高田 龍司・ 三宅 浩史・ 内田 幸明・ 西山 憲和

問合先大阪大学大学院基礎工学研究科 高田 龍司
e-mail: r.takada@cheng.es.osaka-u.ac.jp，TEL：06-6850-6257

参考サイト

・ChemCatChem, Vol. 16 (2024) 掲載予定
・https://doi.org/10.1002/cctc.202400749

本講演のポイント＜一般向け＞

 固体高分子形燃料電池
燃料電池とは、水素と酸素の化学反応により電力を生み出すことができる装置である。発電の際、発生するのは水のみであり極めて環境にやさしい装置である。そのため、カーボンニュートラル実現への多大な貢献が期待されている。燃料電池の中でも、固体高分
子形燃料電池は軽量で作動温度が低いといった利点か
ら水素自動車や家庭用発電機への実装が進んでいる（図 1）。固体高分子形燃料電池の－極では水素酸化反応、＋極では酸素還元反応が発生する。

図 1 固体高分子形燃料電池

 酸素還元反応
しかし酸素還元反応は非常に起こりにくく、反応を効率的に進行させるための触媒が必要である。現在、この触媒として白金が使用されているが、白金は高価であるため固体高分子形燃料電池の大規模な普及化を妨げている。そこで、白金に代わる安価な触媒の開発が求められている。

 ヘテロ元素ドープカーボン
白金に代わる触媒としてヘテロ元素ドープカーボンが注目を集めている。安価で導電性に優れる炭素材料にヘテロ元素（窒素：N、フッ素：F、リン：P 等）を導入した炭素系触媒である。白金に匹敵する性能を有するヘテロ元素ドープカーボンの開発は進んでいるが、簡便かつコストパフォーマンスの高い触媒合成法の確立が現在の課題となっている。

 本研究
そこで本研究では、加熱のみの簡便な操作によって金属を含まない N, F, P ドープカーボン（窒素、フッ素、リンを含有し

図 2 本研究手法

た炭素系触媒）の開発を目指した。材料には主にバイオマス由来の安価な材料を使用した。合成した触媒は酸素還元反応に対して部分的に白金を上回る性能を示した。本研究は、固体高分子形燃料電池への実用に向けた合理的な触媒設計法を提供する。

別紙２－１６2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号C317（2024 年 9 月 13 日 C 会場 14:20～14:40）

講演題目

アミン認識ホスト分子によるイオン交換反応でアミン吸収液の非加熱再生と CO2 固体化は可能か

発表者

宮崎大学 工学部

問合先

宮崎大学 工学部

大島 達也・ 河野 晃大・ 大榮 薫・ 稲田 飛鳥
大島 達也

e-mail: oshimat@cc.miyazaki-u.ac.jp，TEL：0985-58-7321
参考サイト

特になし

本講演のポイント＜一般向け＞
火力発電所等で発生した CO2 を回収して地中に貯留する CO2CCS(Carbon dioxide Captureand Storage)はカーボンニュートラル達成に向けた重要技術の１つである。CO2 の回収法として、アミン吸収液を用いた化学吸収法が有力であるが、回収した CO2 を吸収液から取り出すのに加熱による放散が必要であるためエネルギーが消費される。筆者らは、非加熱でアミン吸収液を再生すると同時に、回収した CO2 はそのまま炭酸塩として固体化できないかと考案した。具体的には、水と相分離する有機相に、アミン選択性のホスト分子を溶かしてあらかじめカルシウムイオンを抽出させておき、アミン吸収液と接触する。するとアミンはカルシウムイオンとイオン交換されて吸収液から抽出され、一方で水相にはカルシウムが放出される。その結果、溶解度の小さい炭酸カルシウムが生成し、沈殿として固体化すると目論んだ。本提案の実現には、(1) カルシウムイオンに対するアミンの選択的抽出、(2) 十分な量のカルシウムイオンの水相への供給、(3)望ましい pH での抽出反応と最小限の pH 制御 などが求められる。本発表では(1) が実現可能であることを実験結果として示す。今後の検討によりそれ以外の要件をすべて満たしうるかを議論したい。

別紙２－１７2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号C318（2024 年 9 月 13 日 C 会場 14:40～15:00）

講演題目

CO2 吸収型コンクリートの炭酸化速度の転化率依存性と速度解析

発表者

早稲田大学 理工学術院総合研究所
デンカ株式会社
早稲田大学 先進理工学研究科

問合先

並木 克也
亀田 博之・原 啓史
野田 優

早稲田大学 先進理工学部 野田 優
e-mail: noda@waseda.jp ，TEL：03-5286-2769

参考サイト[1] 野田・花田研究室ホームページ
https://www.f.waseda.jp/noda/index-j.html

本講演のポイント＜一般向け＞
CO2吸収型コンクリートは CO2排出削減技術として注目を集めています。この技術では γ2CaO·SiO2 (γ-C2S)を主成分とする CO2吸収混和材を配合、γ-C2S と CO2の反応で CaCO3を生成させて硬化させますが、長期の炭酸化養生が必要で、反応の迅速化が求められています。
この課題に対し、我々は気相反応を追跡し CO2吸収量をリアルタイム測定可能な回分式反応器を開発しました。γ-C2S を初期 CO2分圧 Pi_CO2 = 25, 50, 100 kPa と低・中・高分圧にして炭酸化したところ、3時間で転化率42, 56, 58%と CO2吸収混和材の粉末は速やかに反応す
ることを見出しました。次に反応速度や温度を転化率に対して整理し解析を進めました。温度変化(図 a)とともに反応速度は①初期は高速、②中期は中速、③後期は低速でした (図 b)。
別途炭酸化し転化率が15, 51, 79%に達した試料を電子顕微鏡(SEM-EDS)で観察すると初めは島状の CaCO3が析出し、徐々に粒子を覆うことで反応を阻害するとわかりました(図 c)。
本研究では転化率に対応した構造変化の観察と反応速度の解析を合わせることで、炭酸化反応のメカニズム理解と制御を目指しており、本講演ではメカニズムの詳細を報告します。
謝辞: 国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の委託業務（JPNP21014）を受け、革新的カーボンネガティブコンクリートの材料・施工技術及び評価技術の開発プロジェ
クトで得られた成果を活用したものです。

図 炭酸化時の(a)転化率に対する温度変化, (b)転化率に対する反応速度, (c)構造の模式図

別紙２－１８2024.9.11～13

化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号F315（2024 年 9 月 13 日 F 会場 13:40～14:00）

講演題目

クレゾール水素化とグルコース水相改質のワンポットプロセスに対する
Pt/ハイドロタルサイトの触媒活性発表者

東京都市大学 大学院総合理工学研究科
川嶋 惟・ 中島 千華・ 高津 淑人

問合先

東京都市大学理工学部応用化学科 高津 淑人（こうづ まさと）
e-mail: mkozu@tcu.ac.jp，TEL：090-3696-2756

参考サイト

J. Jpn. Inst. Energy, Vol. 101, pp.258-264（2022）

本講演のポイント＜一般向け＞
地球規模の課題である「カーボンニュートラルの達成」に向けて、水素エネルギーの利用が大いに注目されています。しかし、現存の工業技術で生産されている水素は、化石燃料（主に天然ガス）に由来します。私たちは、林業地に残っている間伐材のような未利用の木材から「サスティナブルな水素」を生産する化学反応を研究しています。先行する研究は紙になる成分からの水素発生だけを注目していますが、私たちの研究では紙にならない成分を水素の輸送物質に役立てることも盛り込んでいます。実験では、グルコースとク
レゾールのそれぞれを紙になる成分と紙にならない成分に見立てました。
本講演では、化学反応を起こすことに機能する触媒の構成材料を改めることによって、紙になる成分から水素が発生する割合を大幅に高めたことを紹介しています。これまでの研究では、酸化アルミニウムを使ったときの 3 割程度が最高でした。しかし、ハイドロタ
ルサイトと呼ばれる鉱物を使うことで水素の発生割合が、過去に報告例のない 7 割程度にまで達しました。これは、紙になる成分が水素を発生しない目的外の化学反応に浪費されることをハイドロタルサイトに特有な性質（イオンを取り込んだ積層構造、アルカリ性の表面など）で防ぐことができたためと考えています。また、紙にならない成分を水素の輸送に役立てようとしたこともハイドロタルサイトの効果を強めたようです。

未利用の木材（間伐材など）メチルシクロヘキサン

リグニン（紙にならない）
セルロース（紙になる）（C 6H11CH3）

クレゾール（C 6H4CH3OH）（容易な輸送）（水素の再生）グルコース（C 6H12 O6）

×

目的外の副生物××

ハイドロタルサイト
Mg6Al2（OH）16CO3･4H2O

図

水素（水素エネルギーの利用）

私たちの研究に基づくサスティナブルな水素の生産・輸送・利用

別紙２－１９2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号H307（2024 年 9 月 13 日 H 会場 11:00～11:20）

講演題目

フロー合成モニタリングのための近赤外分光用マイクロフローセルの開発

発表者

横河電機株式会社

服部 祐介・ 澤田 健・ 鈴木 泰幸・ 久保 大輔

問合先

横河電機株式会社 マーケティング本部イノベーションセンター
ライフ研究開発部 服部 祐介
e-mail: Yuusuke.Hattori@yokogawa.com

参考サイト

・横河技報, Vol.66, pp.11〜16（2023）
・https://www.yokogawa.co.jp/about/yokogawa/rd/inv_center/research_innovationcenter/research_life/

本講演のポイント＜一般向け＞
現在，医薬品など多くの化合物の合成は，反応容器に溶媒と原料を加え反応を行った後，生成物を精製する「バッチ法」で行われている。バッチ法では，多段階の反応工程により複雑な構造を持つ化合物を合成する際，各段階で得られる中間体を確認する必要があり，その分析に時間を要してしまう。
フロー合成は，細い流路に原料を流し，流路内で混合と反応を連続的に行うことから，多段階の反応を連続化できる。また，液体クロマトグラフィーや分光測定を流路内で直接行うことで，バッチ法で必要な分析時間を大幅に削減することができる。特に分光測定は，リア
ルタイム性に優れており，連続的に進行するフロー合成の分析法に適していると言える。
近赤外分光法は，化合物による光の吸収（波長領域 800 nm～2500 nm）を測定する分光分析法であり，化合物により異なる吸収波長パターンを示すこと，その濃度に依存した吸収強度を示すことから，化合物の質と量に関する情報を得ることができる。一般的に液体の近赤外分光測定には，照射した光がどの程度透過したかを測定する透過測定法が用いられる。そこで，フロー合成のリアルタイム測定に適した小型の透過測定セル（マイクロフローセル）の開発を行った。
このマイクロフローセルに求められる要件として，①耐圧性（3 MPa 以上），②反応液の流れへの影響がない，以上２点を満たしたうえで，分光分析性能を最大化するため，図に示すライトガイド型マイクロフローセルを試作し，評価を行った。本フローセルの流路は，反応液の流れに影響しないよう，Z 型で反応流路と同じ内径（1.59 mmφ）とした。また，細い流路でも光が通るように，流路内側の材質
をフッ素樹脂（屈折率 1.35）とすることで，反応溶液中（屈折率 1.40）を光が全反射しながら進行するよう設計した（ライトガイド型）。耐圧性は，実測で 6 MPa までの耐圧性を確認することができた。秋季大会の発表では，反応液の流れへの影響と分光性能について評価結果を報告する。

図

フローセル測定部の模式図

別紙２－２０2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号M319（2024 年 9 月 13 日 M 会場 15:00～15:20）

講演題目

PEACE: A Physics-Enhanced Auto-Correlation Estimator for RealTime Particle Size Measurement in Pharmaceutical Manufacturing

発表者

Tsinghua University

Zhang Qihang

Merck
MIT

Gamekkanda Janaka
Pandit Ajinkya, Wei Yi, Muddu Shashank,
Pereg Deborah, Braatz Richard,
Myerson Allan, Barbastathis George

Seoul National University

Hong Moo_Sun

Takeda Pharmaceuticals

Tang Wenlong,
Papageorgiou Charles, Nazemifard Neda

問合先George Barbastathis, Massachusetts Institute of Technology
e-mail: gbarb@mit.edu

参考サイト

Zhang, Q. et al. Nat Commun 14, 1159 (2023)

Points of this Presentation:•

Process Analytical Technology (PAT) tools are essential in monitoring critical quality attributes(CQAs), a requirement in the Quality by Design (QbD) framework in pharmaceutical industry•

Machine Learning enabled Laser-Based Probe invented for monitoring the particle size
distribution (PSD) of dense powder beds, a CQA within the pharmaceutical unit operation ofdrying, allowing for non-invasive real-time measurement and is cheap, robust, and scalable•

Fig. (a) shows photos of potassium chloride (KCl) powder in two different size ranges ((i)~106–180μm and (ii) ~425–500μm), obtained with a microscope. Fig. (b) shows the measured(top) and calculated (bottom) autocorrelations for the corresponding dense powder beds. Fig.
(c) shows good agreement between measured and ground truth PSDs for both size ranges.

•

Subsequently we demonstrated a substantial increase in measurement speed and work is
ongoing to extend probe capabilities for monitoring drying, milling, and blending operations別紙２－２１2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号

Q314（2024 年 9 月 13 日 Q 会場 13:20～13:40）

講演題目

米糠および酒粕を原料とする亜臨界水前処理を介した食酢生産技術の開
発

発表者

問合先

熊本大学 産業ナノマテリアル研究所

佐々木 満

熊本大学 大学院 自然科学教育部

平山 正次

熊本大学 工学部

難波 紗栄

熊本大学 産業ナノマテリアル研究所 佐々木 満
e-mail: msasaki@kumamoto-u.ac.jp，TEL：096-342-3666

参考サイト

・K. Yamato, K. Minami, S. Hirayama et al., SN Appl. Sci., 2(12), article no.
2081 (2020). https://doi.org/10.1007/s42452-020-03787-8.
・S. Hirayam, D. Murakami, et al., J. Food Sci. Nutr. Res., 111-116 (2023).
https://doi.org/10.26502/jfsnr.2642-110000136.
・https://kumamoto-che.com/（熊本大学工学部材料・応用化学科 化学工学研究室のウェブサイト）

本講演のポイント＜一般向け＞
現在の食品廃棄物量は世界で年間 13 億トン、日本国内でも年間 522 万トンであり、世界中で食品ロスの問題が深刻化しています。日本では特に、事業所系食品廃棄物が年間275 万トンと半数以上を占めており、工場加工残渣を減らすことが食品廃棄量削減に最も効果的です。その解決法として、私たちは「亜臨界水を用いた処理法」を提案しています。本講演では、酢の製造工程で排出される米ヌカと酒カスを原料として本処理法でエキ
ス化し、それらを混合して発酵する新しい食酢生産法をご紹介します。この方法は、食品廃棄物削減と、廃棄物の有効利用により、環境保護と食品システムの効率化（持続可能な
循環型経済）に貢献します。

図. 提案する米ヌカ・酒カスも原料とする酢生産プロセススキームと実施例.

別紙２－２２2024.9.11～13 化学工学会第 55 回秋季大会「注目講演」

講演番号W308（2024 年 9 月 13 日 W 会場 11:20～11:40）

講演題目

機械学習を用いた押出型 3D バイオプリンティングにおける細胞生存率の予測モデリング

発表者

大阪大学 大学院基礎工学研究科 Zhang Colin・ 岡野 泰則・ 境 慎司

問合先大阪大学 大学院基礎工学研究科 化学工学領域 境 慎司
e-mail: sakai@cheng.es.osaka-u.ac.jp，TEL：06-6850-6252

参考サイト

特になし

本講演のポイント＜一般向け＞
3D バイオプリンティングは、生きた細胞を含む特殊なインク（バイオインク）を使って、人工的な生体組織を作製する革新的な技術です。しかし、印刷の過程で細胞にかかる力（せん断応力）によって、生存率が低下するという課題がありました（図 1）。
本研究では、3 種類の異なる細胞（血管内皮細胞、がん細胞、線維芽細胞）を用いて、押出式 3D バイオプリンターの印刷条件と細胞生存率の関係を詳しく調べました。機械学
習を活用して、印刷条件から細胞生存率を予測するモデルを開発しました（図 2）。
主な成果は以下の通りです：


血管内皮細胞が最もせん断応力の影響を受けやすく、がん細胞と線維芽細胞はより高いせん断応力に耐えられることがわかった。



せん断応力の大きさだけでなく、その応力にさらされる時間も細胞生存率に大きく影響することを明らかにした。



機械学習モデルを用いて、細胞の種類ごとに、壁せん断応力の大きさと細胞滞留時
間から細胞生存率を高精度で予測できるようになった。



この予測モデルを使うことで、目標とする細胞生存率を達成するための最適な印刷条件を効率的に見つけ出せるようになった。

この研究成果により、様々な種類の細胞に対して、事前に決定した条件にもとづき、最適な 3D バイオプリンティングを行うことが可能になります。将来的には、より複雑で機能的な人工組織や臓器の作製に貢献し、再生医療の発展につながることが期待されます。

図 1 押出式 3D バイオプリンターの概念図。バイオインク中の細胞が受ける
せん断応力と細胞損傷のメカニズムを示している。BioRender.com で作成。

図 2 3 種類の細胞（10T1/2：線維芽細胞、HeLa：がん細胞、HUEhT-1：血管内皮細胞）における、壁せん断応力と細胞滞留時間に対する生存率の関係。