CO₂を高速に固定できる岩石を見つけ出す ―カンラン石の反応速度を予測する新しいモデル―

2026-10-16 東京大学

東京大学とENEOS Xploraの研究グループは、二酸化炭素(CO₂)を安定な炭酸塩鉱物に変換して長期間固定する「CO₂鉱物化」について、カンラン石の反応速度を定量的に予測する新しいモデルを開発した。カンラン石は地球上に広く存在し、CO₂固定への利用が期待される一方、鉱物の種類によって反応速度が異なり、その要因は十分に解明されていなかった。研究チームは、CO₂が鉱物表面で直接反応する「表面反応」に着目し、この過程を従来の反応モデルに組み込んだ。その結果、カンラン石の種類に応じたCO₂固定速度を定量的に予測できるようになった。この技術は、CO₂を効率よく鉱物化できる岩石や地下貯留層を事前に選定するうえで役立つ可能性がある。将来的には、直接空気回収(DAC)と組み合わせた大気中CO₂の削減に加え、地下での水素生成や重要鉱物回収と連携する資源利用技術への発展も期待される。

CO₂を高速に固定できる岩石を見つけ出す ―カンラン石の反応速度を予測する新しいモデル―
カンラン石を利用した地表および地下でのCO₂鉱物化プロセス

<関連情報>

表面炭酸化は、CO₂の急速な鉱化作用におけるカンラン石の反応性を左右する Surface carbonation governs olivine reactivity for rapid CO2 mineralization

Zihua Shao, Yunfeng Liang, Gyuhwan Jo, Keisuke Nakamura & Takeshi Tsuji
Nature Communications  Published:14 October 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-78548-z  Ealy provide

Abstract

Ultramafic rocks are a global resource with vast potential for permanent CO2 mineralization. However, the origin of the striking reactivity difference between Ca- and Mg-bearing olivine remains poorly understood. Here we show that this difference arises not merely from the type of cation, but more fundamentally from how these cations modulate the oxygen reactivity. Nonbridging oxygens serve as the oxygen source for CO2 surface reactions, which in Ca-olivine reduce the Ca2+ dissolution barrier by 60% and accelerate ion release by six orders of magnitude. The calculated apparent dissolution rate constants reproduce the experimentally observed complete conversion of Ca-olivine within hours under 1 atm CO2. This multiscale framework reveals how surface reactions govern silicate carbonation and provides a predictive basis for modeling and engineering large-scale CO2 mineralization in both synthetic materials and basaltic reservoirs.

1702地球物理及び地球化学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました