カーボンリサイクル

HORIBAは、CO₂などのガス監視技術や化学品・合成燃料製造に必要な触媒材料の分析など、プロセスから材料までの「はかる」技術を通じて、カーボンリサイクル技術の向上・普及に貢献します。

カーボンリサイクルは、化学品・燃料・各種素材または熱として、CO₂や廃棄プラスチックを有効利用する技術です。代表的なものとして、再生可能エネルギーを用いて水から得られた水素をCO₂と反応させてメタン（CH₄）を合成する「メタネーション」や、CO₂を原材料に化学品を合成する技術、太陽光エネルギーを利用して水やCO₂を水素や有機化合物に変換する「人工光合成」などがあります。

合成燃料・メタネーション

合成燃料は、CO₂と水素を合成してつくられた燃料であり、グリーン水素（再生可能エネルギー由来のCO₂フリー水素）からつくられた合成燃料は「e-fuel」と呼ばれます。また「メタネーション」は、水を再生可能エネルギー由来の電力で水素と酸素に電気分解した後、水素とCO₂を化学反応によってメタン（CH₄）を合成したり、水とCO₂の共電解で得られる合成ガス（水素とCOの混合ガス）からメタンを合成する技術で、実用化が期待されています。メタンは都市ガス用の液化天然ガス（Liquified Natural Gas: LNG）やメタノールなどの原料として用いられます。このようにつくられたメタンは「合成メタン」「カーボンニュートラルメタン」とも呼ばれます。

ガス濃度監視

メタネーションの原料となる高濃度の水素とCO₂、および合成されたメタンガスの濃度計測・監視が必要です。 HORIBAは、CH₄やCO₂など各種ガス分析計と最適なサンプリングを組み合わせて提案します。また、メタネーションプロセスの前処理に必要な脱硫監視にも対応します。

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研究開発用途

発生する多種多様な微量ガス成分の計測に：FTIR法排ガス測定装置 FTX-ONEシリーズ
主要なガス成分の計測に：マルチガス分析計 VA-5000シリーズ

生産プロセス用途

主要なガス成分の計測に：マルチガス分析計 VA-5000シリーズ
H₂濃度監視に：防爆形プロセス用熱伝導式水素分析計 TCA-51シリーズ
CO₂・CH₄濃度監視に：防爆形プロセス用赤外線ガス分析計 EIA-51d/p

共電解評価

メタネーションの主要な技術には、水を電解してできた水素をサバティエ反応装置でCO₂と反応させてメタンをつくる「サバティエ反応技術」と、水とCO₂を同時に電解して水素とCOをつくり、メタン化反応装置でメタンをつくる「共電解技術」があります。
共電解技術はサバティエ反応技術と比較し、反応時に発生する排熱の熱損失が少ないため、エネルギー変換効率の高さにおいて優れているとされています。

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水電解セル・スタック評価装置 Evaluator EC / ESは、様々なガスを流して、SOECのH₂製造性能、耐久性の評価等を行います。出力1Wから100kWの供試体を、～1100℃の温度範囲で評価できます。

CO₂由来の化学品製造・人工光合成

CO₂を原料とし、化学反応によって化学品や貯蔵可能なエネルギー（水素、メタノール、メタンなど）をつくる技術も、カーボンリサイクルの重要な要素の1つです。そのうち人工光合成は、太陽光エネルギーを活用して水とCO₂を原材料にオレフィンなどの化学品を合成する技術です。植物が太陽光とCO₂から光合成をおこなう仕組みに似ているため「人工光合成」と呼ばれます。脱炭素社会の実現をめざし、より高効率な光触媒の研究・開発が進められています。

人工光合成用光触媒の特性評価

太陽光を有効活用するには、近赤外領域などの長波長領域まで錯体触媒を励起状態にする必要があります。この錯体触媒の励起状態は、蛍光分光と相関があります。

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蛍光吸光分光装置 Duettaは、1,000nmを超えるような近赤外領域での発光特性を評価でき、触媒材料の反応効率向上に貢献します。

コンクリート材料への吸収・固定化

CO₂をコンクリート中に吸収・固定する「CO₂固定化」と産業副産物の使用を組み合わせることで、コンクリート製造（特にセメント製造）におけるCO₂排出量をトータルに削減できます。

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炭素・硫黄分析装置 EMIA-Stepは、昇温しながらの炭素量測定も可能なため、コンクリートなどに吸着させたCO₂の温度による離脱量の変化を測定できます。

マテリアルリサイクル

セルロースナノファイバー（CNF）の活用

セルロースナノファイバー（CNF）などのナノセルロースは、植物由来のカーボンニュートラルな材料で、軽量でありながら高い強度や弾性率を持つ素材として、様々な基盤素材への活用が期待されています。
その活用にあたっては、高速・高分解能で、繊維の大きさや液(ゲル)中の分散状態の把握が必要です。HORIBAは、こうしたナノレベルでの材料特性評価を実現する粒子評価装置を提案します。

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CNFの粒子径分布測定に：遠心式ナノ粒子解析装置 Partica CENTRIFUGE
CNFゲル材料の構造評価に：ナノ粒子解析装置 nanoPartica SZ-100V2

ケミカルリサイクル（分解して化学品・原料として再利用）

RPF（Refuse Paper & Plastic Fuel）は、古紙や廃プラスチックを主原料とする固形化燃料です。

RPFに含まれる塩素濃度のスクリーニング分析

RPFは焼却炉の劣化原因の１つである塩素（Cl）を含んでいる場合があります。RPFを焼却炉用燃料として使用する前に、Clをチェックすることで、焼却炉劣化の予防につながります。

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持ち運び可能なA4サイズの卓上型蛍光X線分析装置 MESA-50は、液体窒素不要のSDD検出器を採用し、簡便・迅速な元素分析を実現します。

サーマルリサイクル（焼却して熱として再利用）

廃棄プラスチックやRPFを燃料として使用する焼却場や発電設備の最適運転や高効率発電には、ガス・ダストの計測が活躍します。HORIBAは新たな測定手法や分析計によるソリューションを今後も展開していきます。

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ボイラー燃焼以降の排ガス中の各成分を高精度・連続で測定：煙道排ガス分析装置 ENDA-5000V2 シリーズ
塩化水素除去プロセスや煙道排ガスの監視に：直挿式レーザ塩化水素計 TX-100
研究室や現場など、場所を選ばずGHGを測定：ポータブルガス分析計 PG-300 シリーズ
燃焼排ガスや大気中に含まれるダスト（微小粒子、ばいじん、灰など）の質量濃度・含有元素の成分を1台で自動測定：PM2.5自動成分分析装置 PX-375

エンジニアリングサポート

分析のご相談・受託分析サービス

HORIBAグループで分析・サービス事業を担う株式会社堀場テクノサービスでは、分析を主要な業務とする「Analytical Solution Plaza」を設置しています。Analytical Solution Plazaでは分析機器選定のご相談のほか、分析装置メーカーならではのノウハウとスキルを活かし、受託分析などのサービスや、お客様やアカデミアとの共同研究等を通じて分析技術を提供しています。

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