バイオ由来FDCA製造の新しいグリーン合成法を開発(Scientists Develop Novel Green Strategy to Produce Bio-Based FDCA)

2026-07-06 中国科学院(CAS)

中国科学院合肥物質科学研究院・安徽光学精密機械研究所のWANG Zhongzhen教授らは、中国科学技術大学、安徽大学との共同研究で、高塩分ブライン(濃縮塩水)処理に適した新しい膜分離技術を開発した。研究では、浸透支援逆浸透(OARO)のドロー溶液として、低品位熱で再生可能な温度応答性イオン液体(TRIL)を採用し、[P4444][DMBS]を用いた実験システムを構築した。その結果、高塩分条件でも安定した運転を実現し、希釈したイオン液体は熱相分離によって大部分を回収・再利用できた。また、ナノろ過膜により残留イオン液体を効率的に除去できることも確認した。一方、輸送モデルとエネルギー解析では、膜の選択性、溶質漏洩、ドロー溶液回収効率が性能を左右することが判明した。さらに、TRILは各工程では優れた性能を示すものの、イオン液体の回収・精製工程が追加されるため、現状では従来の塩系ドロー溶液を用いたOAROより総エネルギー消費が大きいことも明らかとなった。本研究は、持続可能な高塩分排水処理の実現に向け、膜技術とシステム全体の最適化の重要性を示している。

バイオ由来FDCA製造の新しいグリーン合成法を開発(Scientists Develop Novel Green Strategy to Produce Bio-Based FDCA)
Novel green strategy to produce bio-based FDCA (Image by NIMTE)

<関連情報>

5-ヒドロキシメチルフルフラールから2,5-フランジカルボン酸への変換のための統合型太陽光発電システム、クロルアルカリ処理、および酸化プロセスの技術経済評価 A techno-economic assessment of an integrated photovoltaic system, Chlor-Alkali and oxidation process for 5-hydroxymethylfurfural to 2,5-furandicarboxylic acid

Xiang Chen, Hao Zhang, Hao Li, Zhongsen Ma, Yajie Zhang
Bioresource Technology  Available online: 29 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.biortech.2026.135023

Highlights

  • FDCA from HMF is feasible economically & technically with PV and Chlor-Alkali.
  • The minimum cost and selling price of FDCA are $721/t and $1,101/t respectively.
  • The TEMPO/NaClO/KBr oxidation catalytic system has also been validated.

Abstract

A techno-economic assessment of different technological processes for the oxidative synthesis of 2,5-furan dicarboxylic acid (FDCA) is crucial for its industrialization. In the case of the TEMPO/KBr/NaClO oxidation of 5-hydroxymethylfurfural to produce FDCA and the by-product of NaCl, integrating with a photovoltaic green power supply and NaCl recovery and recycling for the Chlor-Alkali electrolysis enables seamless synergy between green energy and traditional chemical processes. This ensures that no waste is produced throughout the process and significantly reduces the cost of FDCA oxidation. An economic assessment was conducted for the annual production of 100,000 tonnes of FDCA from HMF oxidation. A sensitivity analysis was also performed on relevant factors, such as raw material costs and electricity costs. The results indicate that the minimum cost and minimum selling price of FDCA are $721/t and $1,101/t, respectively. These results demonstrate the techno-economic feasibility of scaling up this process and offer a new option for the subsequent industrialization of FDCA.

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