クリーンテクノロジー

二酸化炭素の回収・利用・貯留（CCUS）、および二酸化炭素の回収・貯留（CCS）は、排出源からCO2を回収し（近年では直接空気回収も増加）、安全に貯留するか、有用な製品に変換することで、脱炭素化が困難な産業の脱炭素化を支援します。

これらの技術を確実に開発、拡大、運用するには、曝露前後や繰り返し行われる吸着・再生サイクル前後において、MOFなどの吸着材、分離膜、触媒、支持体の確実な特性評価が求められます。Malvern Panalyticalの装置は、材料の構造、組成、粒子特性を回収性能や耐久性に直接結びつけることで、研究、スケールアップ、品質管理における各取り組みをサポートします。以下はその一例です。

• XRD（Aeris/Empyrean）：吸着・再生サイクル後の相同定、結晶性の変化および劣化の追跡に使用します
• XRF（Zetium/Epsilon 4）：元素組成、触媒の担持量、および回収性能に影響を及ぼす可能性のある不純物を定量化します
• 粒子径分布（Mastersizer）：吸着剤や支持体の充填性、透過性、処理の一貫性を最適化します
• 表面積と空隙率（TriStar/3Flex）：CO₂の吸着容量と反応速度に関連するBET表面積と細孔構造です
• 化学吸着（AutoChem/ChemiSorb Auto）：触媒や官能基化吸着剤における活性部位密度と金属分散です
• BreakThrough Analyzer（Micromeritics）：吸着剤のガス分離性能を実際の条件下で評価するための動的破過試験に使用します
• HPVA（Micromeritics）：回収材料のガスの取り込みや容量を評価するための高圧容積吸着測定に使用します

結晶構造、元素組成、粒子特性、表面積、空隙率、化学吸着の測定を組み合わせることで、材料スクリーニングを迅速化し、スケールアップに関する意思決定を確実に行い、CCSやCCUS技術の品質管理を強化できます。

清浄な水は、公衆衛生、産業、環境保護の基盤となるものです。最新の水処理技術もクリーンテクノロジーであり、基準を満たす水質を確保しながら、化学薬品の使用量、エネルギー消費量、汚泥の発生、ダウンタイムの削減を目指しています。

Malvern Panalyticalは、粒子間の相互作用、凝集挙動、分離性能を把握するための定量測定を提供することで、凝集、フロック形成、沈殿などの主要な浄水工程の最適化を支援します。これらの知見はオペレータを支援します。

• 電荷中和を定量化し、凝集剤の投与量を最適化
• フロックの形成と安定性を監視し、沈殿とろ過の効率を改善
• 定量的で再現性のある測定により、原水の水質変化に迅速に対応

これにより、プロセス管理を強化し、手直しを削減して、コスト効率が高く持続可能な運用を実現します。

当社のソリューション

水および廃水処理に関する分析ソリューションを以下に示します。

• Mastersizerは、懸濁液やスラリーの粒子径分布を測定します（フロック径の成長、ろ過性、沈殿挙動の追跡など）
• Epsilon 4/Zetium（XRF）は、汚染物質のスクリーニングやプロセス化学の監視を支援する元素分析に使用します（固体中の金属、凝集剤関連元素、スラッジ組成など）
• Aeris/Empyrean（XRD）は根本原因を特定し、処理プロセスを最適化するために、固体（スケール、沈殿物、ろ過ケーク、スラッジなど）の相同定と鉱物分析に使用します。

自動車および航空宇宙分野では、安全性、信頼性、コスト競争力を維持しつつ、製品ライフサイクル全体における排出量を削減することが求められています。これらの分野におけるクリーンテクノロジーのイノベーションとして、代替推進システム、電動化、軽量素材、低炭素燃料などが挙げられます。

Malvern Panalyticalは、研究開発から製造までを支援する確実な測定データを提供することにより、技術・材料チームによるテクノロジーの開発と管理に貢献します。以下はその一例です。

• 粉末、複合材料、および最先端材料の加工を最適化するための粒子径および粒子形状の分析
• 材料の検証とばらつき検出のための相同定（XRD）および元素組成分析（XRF）
• 廃棄物の削減、スループットの向上、品質管理の強化に貢献する、現場即応型のプロセス対応ソリューション

材料特性をより迅速に評価することで、性能を損なうことなく脱炭素化目標を達成するための、確実な意思決定を行うことができます。

精密農業では、データ、センサ、分析技術を活用し、適切な資材を適切な量で、適切な場所と時期に投入します。これにより、収率と品質が向上し、廃棄物や流出水の削減、環境負荷の軽減が実現します。

Malvern PanalyticalのSmart Return：農業ソリューションは、現場での迅速な測定を通じて持続可能な農業を支援します。これにより、意思決定の場でラボと同等の高度な知見を得ることができます。リアルタイムの情報は、農家や農業専門家に役立ちます。

• 農地全体でGPSなどの位置情報を活用し、作物や土壌の状態をより頻繁に監視
• 肥料や栄養剤の散布を最適化し、投入コストの削減と生産性の向上を支援
• 実用的な現地データを活用し、変化する状況に迅速に対応

Smart Returnは迅速な測定とクラウドベースの分析・モデリングを組み合わせることで、効率性と持続可能性を大規模に改善します。

セメントおよびコンクリートは不可欠な材料ですが、クリンカー製造には大量のエネルギーを必要とし、世界のCO2排出量に大きな影響を及ぼしています。クリーンテクノロジーのアプローチには、代替燃料、代替原料、調合原料、クリンカーの最適化、補助セメント材料（SCM）、混合セメントに加え、クリンカー比率の低減、廃棄物や手直し低減のためのより厳格なプロセス管理などが含まれます。

代替燃料（脱炭素化）や代替原料（脱炭素化と循環性）を使用する際は、反応性への悪影響を避け、セメント中のクリンカー含有量を可能な限り低減できるようにするために、投入原料やクリンカー鉱物形成を厳密に管理する必要があります。

Malvern Panalyticalは、調合原料、クリンカー、混合セメントの迅速かつ信頼性の高い特性評価を可能にすることで、より環境に優しいセメント生産を支援しています。例えば、Aeris CementエディションのXRDシステムは鉱物組成を直接測定することで、工場に以下のようなメリットをもたらします。

• 鉱物相の情報を活用して、クリンカーの形成とキルンの性能を管理します
• 相の同定と定量化により、混合セメントの品質を保証します
• 迅速な分析（サンプルあたり数分）によりフィードバックループを短縮し、早期介入を可能にします

元素組成を分析するXRFなどの補完技術とこうした知見を組み合わせることで、メーカーは性能基準を満たすと同時に、脱炭素化目標の達成に向けた取り組みを進めることができます。

• オンラインCNA Pentosクロスベルト分析装置は、採石場、貯蔵庫、原料ミルにおいて、リアルタイムで元素分析を行うことができます。これにより、低品位原料の最適化、化学成分のばらつき低減、安定したキルン供給のための迅速な混合調整が実現します。メリットとして、燃料/エネルギーの使用量削減、耐火材寿命の延長、代替燃料/原料によるCO2排出量の削減、サンプリング排除による実験コストの節約などが挙げられます。
• ラボで使用されるMastersizer 3000+（またはプロセス管理用のオンラインInsitec）は、粒子径分布に関する迅速かつ正確な情報を提供することで、X線ソリューションを補完します。これにより、通常の品質管理に加えて、粉砕機のエネルギー節約やSCMの反応性向上を実現します。

Micromeriticsの装置は、セメントやSCMの反応性、水需要、強度発現、耐久性に影響を及ぼす物理的特性を評価することで、さらに深い知見を提供します。以下はその一例です。

• 表面積と空隙率（ガス吸着）：SCMの微細度や反応性を比較し、セメント系材料の細孔構造の形成プロセスを把握するために使用します（TriStar II Plusなど）。
• マクロ孔・メソ孔（水銀圧入ポロシメトリ）：透過性や耐久性に影響を及ぼす細孔径分布と総細孔容積の定量化に使用します（AutoPore Vなど）。
• 密度（ピクノメトリー/エンベロープ密度）：配合設計計算の改善、および粉末、成形体の変化追跡に使用します（AccuPyc、GeoPycなど）。
• 粉体の動的レオロジー：貯留、輸送時のホッパーの流動不良、偏析、固結などの問題を防止し、混合、投入、品質管理の効率を改善します。湿度やバッチの微小なばらつきが流動性に及ぼす影響を定量評価できるため、製品品質の安定性確保のための正確な仕様設定が可能になります（FT4レオメーター）。 

1. ガス分析と材料特性評価：よりクリーンかつグリーンな技術の実現に連携して取り組む
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