現在、世界中でCO2排出削減の技術が注目されており、その中でも「CO2を回収し、資源やエネルギーとして再利用する」技術は、カーボンリサイクル社会の実現に向けた鍵とされています。本記事では、最新の9つの研究成果を技術分類別に整理し、効果・課題・今後の展望を分かりやすく解説します。
最新のCO2回収・変換技術の概要
【分類1】固体吸着技術（MOF/COF）
1. 高温排ガス対応MOFによるCO2吸着
- 技術概要：UCバークレーが開発したMOFにより、300℃でもCO2を効率的に吸着再生。
MITのエンジニアがCO2を有用な製品に変換するプロセスを実用化(MIT engineers make converting CO2 into useful products more practical)2024-11-13 マサチューセッツ工科大学(MIT)マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究者は、二酸化炭素（CO₂）をエチレンなどの有用な化学製品に変換する電極の新設計を開発しました。この設計では、導電性の銅線を非常に薄い膜に織り込み...tiisys.com2024-11-15
2. COFによる空気中CO2の直接回収（DAC）
- 技術概要：COF-999により、湿度条件下でも大気中からCO2を安定吸着。
水素結合性マイクロ環境によるCO2電気還元の強化（USTC Engineers Hydrogen-bonding Microenvironment to Boost CO2 Electroreduction）2025-04-21 中国科学院（CAS）中国科学院の中国科学技術大学の研究チームは、酵素の働きに着想を得て、電気化学的CO₂還元反応（CO₂RR）を効率化する新しい戦略を開発した。触媒の活性点周囲に水素結合マイクロ環境を構築し、*COOH...tiisys.com2025-04-23
3. MOF中のCO2吸着構造をX線解析
- 技術概要：CO2吸着挙動を構造解析で可視化し、設計改善に寄与。
安価な顔料で高速・高効率・高耐久な CO2→CO 変換を実現～温室効果ガスの削減と有効活用に繋がることを期待～2025-04-08 東北大学,北海道大学, AZUL Energy 株式会社東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の研究チームは、安価な顔料であるコバルトフタロシアニン（CoPc）を用いて、二酸化炭素（CO₂）を一酸化炭素（CO...tiisys.com2025-04-08
4. MOFの吸着中の微細構造変化を測定
- 技術概要：高速X線測定で吸着時のMOF変化をリアルタイム解析。CO2透過性を向上する新型イオネン膜（New “Doubly Segmented” Ionene Membrane Increases Carbon Dioxide Permeability During Separation）2025-06-12 パシフィック・ノースウェスト国立研究所（PNNL）PNNLの研究チームは、CO₂分離性能を大幅に向上させる新型の二重セグメントPEEK-イオネン膜を開発しました。この膜は自由イオン液体を最大50%保持し、CO₂に対する...tiisys.com2025-06-13
【分類2】ガス分離膜技術
5. PEEK-イオネン膜による湿度耐性型CO2分離
- 技術概要：イオン液体と組み合わせた高性能ガス分離膜。CO2/N2比が高く、実用性大。
二酸化炭素をアセトアルデヒドに変換する技術の開発 (From CO2 to Acetaldehyde: Towards Greener Industrial Chemistry)2025-01-13 スイス連邦工科大学ローザンヌ校 (EPFL)スイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL）、コペンハーゲン大学、上海大学の研究者たちは、二酸化炭素（CO₂）をアセトアルデヒドに高効率で変換する新しい銅ベースの触媒を開発しま...tiisys.com2025-01-14
【分類3】化学変換技術
6. プラズマ触媒でCO2をカーボンブラック化
- 技術概要：非熱的プラズマでCOを生成し、鉄触媒で連続的にカーボンブラックへ転換。
CO2を機能性炭素材料に変換する技術を大きく前進 ～プラズマが拓く低温触媒科学とカーボンリサイクル技術～2024-11-28 東京科学大学ポイント プラズマ技術を用いることで約600℃でCOから電気伝導性が高いカーボンブラックを大量合成することに成功。 流動層構造によりカーボンブラックによる反応器の閉塞を避け連続合成を実現。 合成プロセスを電...tiisys.com2024-11-28
7. DACで回収したCO2をe-メタンに変換
- 技術概要：関西万博で実証。大気中CO2から都市ガス生成。
世界初、大気から回収したCO2を都市ガスに変換・利用する設備に直接供給～CO2の回収・固定・利用を通してカーボンニュートラルに貢献～2025-04-08 新エネルギー・産業技術総合開発機構ChatGPT: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）は2025年4月8日、地球環境産業技術研究機構（RITE）、九州大学、名古屋大学と共同で、大阪・関西万博...tiisys.com2025-04-08
【分類4】電気化学変換技術（CO2RR）
8. Cuクラスター解析でアセトアルデヒドを生成
- 技術概要：高選択性でCO2からアセトアルデヒドを合成。30時間安定稼働。
CO2から直接、「液化石油ガス（LPG）」の合成に成功～LPG合成用触媒およびプロセスを開発～2025-01-14 産業技術総合研究所カナデビア株式会社（本社：大阪府大阪市、取締役社長兼COO：桑原 道、以下、カナデビア）と産総研グループ（国立研究開発法人産業技術総合研究所（以下、産総研）および株式会社 AIST Solutions...tiisys.com2025-01-14
【分類5】生物・鉱物固定技術
9. 微生物を用いた鉱物炭酸化によるCO2固定
- 技術概要：微生物により自然鉱物と反応させ、CO2を安定化合物に固定。
CO₂を燃料に変換する新素材（Novel Material Holds Promise for Tech to Convert CO2 Into Fuel）2025-03-24 ノースカロライナ州立大学（NC State）ノースカロライナ州立大学の研究チームは、CO₂をメタノールなどの燃料に変換するための新素材「ティンコン（tincone）」を開発しました。これは酸化スズの酸素原子を有機成分で...tiisys.com2025-03-25
【総合トレンド分析】
▶ 各分野の効果
- 固体吸着：高温・大気条件下でも動作可能な吸着材が続々登場。
- 分離膜：湿度耐性と高性能化の両立で、排ガスやDAC用途で実用目前。
- 化学変換：資源価値のある物質（ガス・炭素・燃料）への転換が進展。
- 電気化学：アセトアルデヒドなど付加価値製品製造へと拡大。
- 生物鉱物：環境調和型で副次効果（土壌改良など）もあり注目。
▶ 共通の課題
- 大規模化へのコストダウン、再生可能エネルギーとの連携。
- 捕集から変換、そして利用までのバリューチェーン一括化の必要性。
▶ 今後の方向
- 「捕集+変換」を組み合わせた簡易システムの実現。
- 高仕価値化形態への転用を目指した質の高い製品の創出。
- 実証プロジェクトの地域広がり、モデル分散型CCUの構築へ。
CO2回収技術は着実に進化し、多様なアプローチが並立する時代となりました。それぞれの技術の特徴と課題を把握し、今後のカーボンリサイクル技術動向に注目しましょう。
