持続可能性とCO₂除去を両立する新しい触媒法を開発(Sweetening the deal for sustainability ― while removing carbon dioxide)

2026-01-21 イェール大学

Yale Universityの研究チームは、二酸化炭素(CO₂)回収と持続可能化学を同時に実現する新手法を開発した。研究では、CO₂を単なる廃棄物ではなく有用な炭素資源として捉え、糖類由来の化合物と反応させることで、環境負荷の低い化学プロセスを構築した点が特徴である。従来の炭素回収技術は高コストやエネルギー消費の問題を抱えていたが、本手法は再生可能原料を活用し、比較的温和な条件下でCO₂を安定な化学物質へ変換できる。これにより、炭素回収と資源循環を統合した新しい脱炭素モデルを提示している。研究成果は、化学産業におけるCO₂利用(CCU)や持続可能な材料合成への応用が期待され、カーボンニュートラル社会の実現に向けた実用的アプローチとして注目されている。

<関連情報>

電気化学的に固定された二酸化炭素からの炭水化物の人工合成 Artificial synthesis of carbohydrates from electrochemically fixed carbon dioxide

Jing Li,Kedang Chen,Nathan E. Soland,Jindou Yang,Yuanzuo Gao,Seonjeong Cheon,Yuming Su,Peidong Yang & Hailiang Wang
Nature Synthesis  Published:02 January 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s44160-025-00961-x

持続可能性とCO₂除去を両立する新しい触媒法を開発(Sweetening the deal for sustainability ― while removing carbon dioxide)

Abstract

Sustainable synthesis of C5+ carbohydrates from CO2 remains challenging due to the complexity of controlled CO2 reduction and carbon–carbon coupling. Biochemical approaches can convert primary CO2 reduction products into C5+ carbohydrates, but are often constrained by lengthy reaction periods, low production rates and system complexity. Here we present a two-step electrochemical reduction–formose reaction method that uses hydroxymethanesulfonate (HMS) as a more stable surrogate for formaldehyde to facilitate the direct synthesis of C5+ carbohydrates from electrochemically fixed CO2. Using cobalt tetraaminophthalocyanine molecules supported on multiwalled carbon nanotubes as an electrocatalyst, we achieve an HMS Faradaic efficiency of ~12% at a total current density of 150 mA cm−2. Employing direct CO reduction increases the Faradaic efficiency to ~25% with over 63% carbon efficiency. The produced HMS enables an efficient formose reaction under mild conditions reaching a yield of 20.4% for C5+ carbohydrates. The CO2-derived HMS also demonstrates its versatility as a formaldehyde surrogate in other reactions for synthesizing various valuable chemical products, promising a new approach for feeding advanced chemical synthesis with electrochemically fixed CO2 via the intercepted formaldehyde intermediate.

0505化学装置及び設備
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