空気から黒鉛を製造する新技術(Pulling Graphite Out of Thin Air)

2026-07-30 ローレンス・バークレー国立研究所(LBNL)

米国ローレンス・バークレー国立研究所(Berkeley Lab)の研究チームは、大気中や希薄な二酸化炭素(CO₂)から高純度の黒鉛(グラファイト)を直接生成する新たな技術を開発した。従来、黒鉛は鉱山採掘や高エネルギー消費を伴う製造工程に依存していたが、本研究ではCO₂を炭素源として利用し、効率的に固体炭素へ変換する反応プロセスを実証した。この手法では、CO₂を温室効果ガスとして除去すると同時に、リチウムイオン電池負極材や電気炉電極などに用いられる高付加価値の黒鉛を製造できるため、炭素回収・有効利用(CCU)と資源循環を両立できる可能性がある。また、大気中の低濃度CO₂にも適用可能であることから、直接空気回収(DAC)技術との組み合わせによるカーボンネガティブ材料製造への展開も期待される。今回の成果は、脱炭素社会に向けた新たな炭素資源化技術として、エネルギー・材料分野への応用が期待される。

<関連情報>

溶融炭酸塩CO₂から炭素への電気還元における過酸化物中間体のオペランド分光電気化学的同定 Operando spectroelectrochemical identification of peroxide intermediate in molten carbonate CO2-to-carbon electroreduction

Sander Ratso,Michael L. Whittaker,Kätlin Kaare & Raluca O. Scarlat
Nature Communications  Published:21 April 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-70977-0

空気から黒鉛を製造する新技術(Pulling Graphite Out of Thin Air)

Abstract

Electrolysis of CO2 in molten salts promises efficient carbon capture, but the underlying reaction mechanisms remain incompletely understood, as research thus far has been limited by a lack of tools for operando investigations. Here, we use a high-temperature operando Raman spectroelectrochemical system to look for signatures of reaction intermediates and study the evolution of carbon structures over electrolysis time. The analysis reveals the existence of O22− concurrently with the deposition of carbon on Au, W, Inconel, and Ni electrode materials, pointing to a common reaction mechanism with O22− as an intermediate. Secondly, the G peak of the as-deposited carbon experiences a noticeable blue-shift as the material is cooled down and purified, suggesting either a growth in crystallite size even after the electrolysis is stopped or lithium deintercalation. Elucidating the cathodic carbon deposition mechanism could help create greater value-added products and increase the economic viability of carbon capture.

0501セラミックス及び無機化学製品
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました