二酸化炭素の回収・利用・貯留(CCUS)

二酸化炭素の回収・利用・貯留(CCUS)

二酸化炭素の回収とは

エネルギー分野全体で、削減が困難な産業の脱炭素化が加速しており、二酸化炭素の回収・利用・貯留(CCUS)が重要な実現手段となっています。CCUSには、工業プロセスの流れからCO2を分離し、圧縮および輸送してから、地中貯留または付加価値製品への変換までが含まれます。 

CCUS技術は、ネットゼロの目標を達成するために不可欠です。カーボンオフセットにより、エネルギー移行中に化石燃料をいくらか使用し続けられるためです。このアプローチは、セメント、鉄鋼、石油化学のように直接排出をなくすことが困難な分野で特に重要であるため、これらの業界では、大気中の炭素ガス削減に貢献する代替手法を発見する必要があります。

しかし、CCUS技術の導入は依然として技術的および経済的課題に直面しています。回収効率、溶媒再生エネルギー、既存のインフラストラクチャとの統合は、引き続き最適化することが求められています。 

近年、吸着剤、膜技術、地下モニタリングが進歩して、拡張性が加速しています。加えて、CCUSを水素製造や合成燃料と組み合わせることで、より広範なエネルギーシステムの脱炭素化をサポートできます。複数の方策を同時に進める戦略の一環として、産業競争力を維持しながら気候目標を達成するためには、CCUSが不可欠です。

材料分析の重要性

吸着剤の開発から地中貯留の検証まで、CCUS技術の最適化には材料特性評価が不可欠です。比表面積、空隙率、粒子径、密度、粉体の流動、触媒活性、相組成の正確な分析は、回収効率、反応速度、長期安定性に直接影響します。Malvern Panalyticalは、補完的な分析ソリューションの強力な組み合わせにより、CCUSバリューチェーン全体の材料特性の正確な制御を実現します。 

ガス吸着ポロシメトリに関する当社の専門知識を組み合わせることで、金属有機構造体(MOF)、有望な共有結合性有機構造体(COF)、膜などの高性能回収媒体の設計をサポートします。高度なX線回折装置(XRD)、蛍光X線装置(XRF)、光散乱検出器により、最適な構造完全性を確保し、規制基準に準拠します。これらのシステムを組み合わせることで、イノベーションを加速し、プロセス効率を高め、堅牢な環境レポートをサポートする実用的な知見が得られます。こうして、拡張性とコスト効率が高いCCUSの導入に不可欠なものとなっています。 

これらのソリューションは、投資家と開発者の両方に必要な分析信頼性を提供することで、リスクの軽減と銀行の信頼を得られるCCUSプロジェクトの検証にも役立つため、技術が商業規模拡大と長期的な運用の成功に対応可能であることを証明します。これらのソリューションは、開発者、EPC、投資家に求められる性能の証明とデータの信頼性を提供することで、技術的リスクを軽減し、長期的な運用性を検証して、銀行の信頼を得られるCCUSプロジェクトの開発をサポートし、商業規模拡大に備えられるようにします。 

材料分析技術

ガス吸着

高精度なガス吸着分析で材料の洞察を引き出しましょう
ガス吸着

X線回折装置(XRD)

マルバーン・パナリティカルのX線回折装置は、品質が非常に高い回折データを取得するように設計され、別のアプリケーションにすばやく切り替えられる柔軟性を...
X線回折装置(XRD)

XRF分析装置

元素組成分析用エキスパートXRF分光計
XRF分析装置

Malvern PanalyticalのCCUS最適化ソリューション: 主要な吸着剤、膜、触媒装置

Malvern Panalyticalは、材料特性評価のイノベーションにおいて最先端にいます。炭素回収・利用・貯留(CCUS)のための吸着剤、膜、触媒分析の複雑な要求に対応する最先端のツールを提供しています。

当社のソリューションは、世界中の研究室、プロセス開発者、産業メーカーから信頼されており、材料性能に関する迅速で正確な知見を提供しています。これらの知見により、チームは情報に基づいた意思決定を行うことができ、CCUSワークフローにおいて回収効率、分離選択性、長期的な材料耐久性を向上させることができます。同時に、銀行の信頼が得られるプロジェクトのリスクを軽減して、検証するのに必要な高信頼性のデータが得られるので、商業展開に備えることができます。

包括的なポートフォリオは、吸着、ポロシメトリ、およびキャピラリフローポロメトリ装置により、比表面積、細孔構造、ガス吸着挙動、膜輸送特性の詳細な特性評価を提供します。この一連のツールにより、開発から品質管理まで全体にわたる材料イノベーションをサポートすることで、組織がプロセス効率を最適化し、信頼性を向上させ、運用コストを削減するのを支援します。

当社のラインアップには、高分解能吸着・ミクロ細孔・メソ細孔分析用の3Flex、プロセス条件下での動的ガス分離性能を発揮するBreakThrough Analyzer (BTA)、高度な細孔構造決定用のAutoPore V、膜および多孔質シートの貫通細孔特性評価用のAccuPoreが含まれます。これらの装置を組み合わせることで、多孔質材料と膜が現実的なCCUS環境でどのように振る舞うかについて理解を深める包括的なソリューションを提供します。

Malvern Panalyticalを使用することで、CCUS材料のイノベーションを加速する信頼できるパートナーを獲得し、性能目標の達成、製造の一貫性、信頼性とコスト効率に優れたカーボン回収技術の実現が容易になります。

吸着剤および膜分析装置

3Flex

3Flexは、次世代吸着剤の開発に不可欠な高分解能物理吸着および化学吸着データを提供します。

主な機能は次のとおりです。

  • 表面積、細孔径、細孔容積を測定
  • 等量吸着熱によりプロセスの経済的側面を評価
  • 細孔径の最適化により取り込み容量を最大化
  • 理想吸着溶液理論(IAST)を用いて混合ガス選択性を予測

[3Flex CCUS graph complete pore size distribution using dual nldft for activated carbon.png] 3Flex CCUS graph complete pore size distribution using dual nldft for activated carbon.png

BreakThrough Analyzer (BTA)

BTAは、現実条件のガス分離事例で、吸着剤と膜を正確に評価します。

主な機能は次のとおりです。

  • 寿命試験およびサイクル試験により、最も堅牢な材料を特定
  • 吸着剤の動的性能を評価
  • CO₂/N₂競争吸着における湿度の影響を評価

[Breaktrhough Analyzer CCUS graph CO2 breakthrough curves sia loaded with PEI.png] Breaktrhough Analyzer CCUS graph CO2 breakthrough curves sia loaded with PEI.png

AutoPore V

AutoPore Vは、拡散および吸着挙動の最適化に不可欠な細孔構造に関する比類のない知見を提供します。

主な機能は次のとおりです。

  • 細孔径の詳細な特性評価により物質移動を評価
  • 細孔径分布、総細孔容積、空隙率(%)、粒子径、総表面積の分析
  • 吸着剤製造における一貫性と再現性の確保

[AutoPore V CCUS graph NaY zeolite cumulative intrusion vs pore size.png] AutoPore V CCUS graph NaY zeolite cumulative intrusion vs pore size.png

AccuPore

AccuPoreでは、効率的なイオンおよびガス輸送に不可欠な貫通細孔特性を正確に測定できます。

主な機能は次のとおりです。

  • バブルポイント測定による最大細孔の決定
  • 貫通細孔径分布による膜性能の最適化
  • 平均フロー細孔と最小細孔の測定
  • 全細孔径分布分析

[AccuPore - Micromeritics - increase-pressure-graphic.jpg] AccuPore - Micromeritics - increase-pressure-graphic.jpg

触媒ソリューション

3Flex

触媒と担体を特性評価するための物理吸着および静的/動的化学吸着。

主な機能は次のとおりです。

  • 多金属触媒が活性種の活性化と吸着に及ぼす影響を評価
  • ターンオーバー頻度が高い触媒の選定
  • 吸着熱の影響を調査

[Carbon capture industry - 3flex graph interactions of h2 on supported ni catalyst.png] Carbon capture industry - 3flex graph interactions of h2 on supported ni catalyst.png

AutoChem III/ChemiSorb Auto

触媒物質の活性部位を特性評価するための動的化学吸着技術。

主な機能は次のとおりです。

  • 電解用電極でH₂/O₂の吸着と脱離を最適化
  • 脱離が反応条件付近で起こるかどうかを判定
  • 酸部位または塩基部位の測定および定量により反応性と選択性を最適化

[Carbon capture industry - Autochem graph deconvolution co2 desorbed by CaO MgO.jpg] Carbon capture industry - Autochem graph deconvolution co2 desorbed by CaO MgO.jpg

ICCS触媒特性評価

実際の反応条件下でのin-situ触媒特性評価。

主な機能は次のとおりです。

  • 長期間にわたり触媒性能の変化を評価
  • 不活性化メカニズムを決定して触媒寿命を最大化
  • 活性部位、酸化状態、金属分散、脱離挙動の変化をモニタリング

[Carbon capture industry - ICCS graph - pressure impact on reduction temperature cu oxide catalyst.png] Carbon capture industry - ICCS graph - pressure impact on reduction temperature cu oxide catalyst.png

Flow Reactor (FR)

触媒性能を最適化するためのベンチトップ反応器。

主な機能は次のとおりです。

  • 反応速度論を理解してパラメータと転化を最適化
  • 選択性、効率、触媒寿命を測定
  • 圧力および温度条件下で液/ガス分離器を必要とする反応を研究

[Carbon capture industry - Flow Reactor graph - reduction of co2 in the sabatier reaction.png] Carbon capture industry - Flow Reactor graph - reduction of co2 in the sabatier reaction.png

Mastersizer 3000

触媒粒子径分布測定に最適なクラス最高のレーザ回折法

主な機能は次のとおりです。

  • 比表面積を決定、BETを補完
  • 圧力滴定を使用した触媒消耗測定
  • 微粒子の粒子径分布分析
  • 最終粉末成形時のレオロジーと圧縮性の最適化

[Carbon capture industry - Mastersizer graph - laser diffraction.png] Carbon capture industry - Mastersizer graph - laser diffraction.png

ゼータサイザー

ナノ粒子径およびゼータ電位のための光散乱法。

主な機能は次のとおりです。

  • 触媒活性または比表面積に対して最適な粒子径を決定
  • ゼータ電位測定により凝集を評価

Aeris/Empyrean

迅速な相特性評価用の高分解能XRD

主な機能は次のとおりです。

  • 触媒相(γアルミナ、ゼオライトなど)の自動定量
  • 結晶相分析による吸着部位の評価
  • 製造時に結晶化終点を決定
  • 相データとXRFを組み合わせて元素分布を評価
  • 表面層とコーティングの斜入射測定
  • 低角度透過XRDでミクロ細孔材料を研究

[Carbon capture industry - Empyrean graphs - in situ xrd diffractogram of MOF.png] Carbon capture industry - Empyrean graphs - in situ xrd diffractogram of MOF.png

Epsilon 4/Zetium

元素組成および触媒担持量制御用のXRF

主な機能は次のとおりです。

  • REEおよびPGM元素をppmレベルで容易に分析
  • 長期間持続する校正で信頼性の高いルーチン分析
  • ハロゲン化合物(Cl、Br、I)の追加検出

Malvern Panalyticalで二酸化炭素の回収・利用・貯留を行う利点

二酸化炭素の回収・利用・貯留(CCUS)は、排出量を削減し、より持続可能な未来を築くために不可欠です。その成功は、新型材料と信頼性の高いモニタリングにかかっています。そこで、Malvern Panalyticalの装置が大きな違いを生み出し、CCUSの効果、信頼性、拡張性を高めます。

CCUSは、高性能の吸着剤、選択性の高い膜、過酷な条件下でも安定性を維持する耐久性の高い触媒など、新型材料に依存しています。Malvern Panalyticalは、CCUS技術を開発するための革新的で包括的なツールキットを提供しています。高速品質管理用のベンチトップソリューションから先端研究用の高度な多目的プラットフォームまでが含まれています。当社の装置は、CO₂を有用な製品に変換するプロセスを最適化するのに役立つ、世界に通用する分析知見を提供し、CCUSバリューチェーン全体をサポートします。

Malvern Panalyticalを使用すると、CCUSプロジェクトは加速し、運用の安全性と提供する価値が高まります。Malvern Panalyticalを使用すると、CCUSプロジェクトは加速し、運用の安全性と提供する価値が高まります。材料に関する質の高い知見を提供することで、組織のイノベーションを加速し、銀行の信頼を獲得できる投資可能なプロジェクトの構築を支援し、グローバルな持続可能性の目標に大きく貢献します。

役立つリソース