論文・プレプリント

Yicheng Zhang

本論文は、世界的なカーボンニュートラル目標の達成に向けて重要なCCS技術の現状と課題を体系的にレビュー。技術成熟度、経済性、政策連携、社会的受容性の4つの障壁を特定し、技術・経済・政策の協調的推進策を提案する。産業分野での大規模応用への示唆を与える。

Zhengxiong Jiang, Zhitao Han

本研究は、電気化学的アミン再生（EMAR）法における添加剤の効果を初めて体系的に評価。TBAC（テトラブチルアンモニウムクロリド）がCO2吸収・脱離性能を向上させることを発見し、100 A/m²の電流密度で19.48 kJ/mol CO2の低エネルギー消費を達成した。工業化への可能性を示す。

Shuting Fan, Kai Zhou, Qian Li +3

本論文は、熱処理により耐水性を向上させたシクロデキストリンMOFモノリスを用いて、炭化水素ガスからCO2を効率的に除去する方法を報告している。高湿度条件下でも30日間安定であり、CO2/CH4選択性は約2500と優れている。これにより、実用的なCO2分離材料の開発に貢献する。

D. Echeverri, Victoria V. Beltrán, A. Mesa +2

セメント産業からのCO2を利用した微細藻類由来バイオ燃料の水熱液化プロセスについて、ライフサイクルアセスメントを実施。OpenLCAを用いた温室効果ガス排出分析により、石油ディーゼルと比較して1kgのバイオ燃料あたり3.91kgのCO2を削減可能。コロンビアの政策を考慮した財務分析では、炭素クレジットにより設備投資を15%削減し、中程度のシナリオで1日850バレルのバイオ燃料生産が可能で、CO2排出量の20%を捕捉できる。

Zhihong Lin, Kaifang Wang, Ziyi Yuan +5

本論文は、熱的環化三量化戦略を用いて混合マトリックス膜（MMM）の性能を向上させ、CO2分離膜の高性能化を実証した。MAF-stu-1をフィラーとして用いることで、CO2透過度が10,000バー以上、CO2/N2選択性が2.5倍向上し、CO2回収コストを43.9%削減した。この戦略は、界面化学とプロセス性能を結びつけ、産業用炭素回収への応用が期待される。

Rui Qiao, Yunhe Ding, Yahao Zhang +6

石炭タールピッチ、無煙炭、亜炭、ブルーコークスを前駆体として、KOH化学活性化と尿素窒素ドープにより多孔性炭素を合成し、CO2吸着性能を評価。超高度比表面積（最大3304 m2/g）と階層的細孔構造を実現し、窒素ドープにより吸着容量が25%向上（0.3 MPaで162.1 mg/g）。動的吸着試験では、30分のN2パージで88.5～96.6%の回復率を示し、優れたサイクル安定性を確認。石炭系多孔性炭素は低コストCCUS材料として有望。

S. Chakraborty, Mun Majumder

本論文は、汚染物質をインクに変換する持続可能な技術「Carbona」を提案する。大気汚染物質や二酸化炭素を回収し、インクとして再利用することで、循環経済と脱炭素に貢献する。

Javiera Azúa Caroca, Catalina Donoso Flores, Augusto A Vargas Schüler

本系統的レビューは、産業間協力がCCUSプロジェクトの技術的・経済的実現可能性に与える影響を分析。PRISMAガイドラインに基づき文献を選定し、協力がコスト分担やリスク分散、イノベーション加速に寄与する一方、規制不足や調整課題が障壁となることを明らかにした。産業間協力がCCUSの成功に戦略的役割を果たすことを示す。

T. Lee, Byung Kwan Lee, Y. Cho +4

本レビューは、CO2分離用高分子膜の基礎、材料進化、及び市場動向を包括的に解説。熱転換ポリマー、固有微多孔性ポリマー、CO2親和性ポリマーの3つの主要材料プラットフォームを評価し、天然ガス処理、ブルー水素精製、バイオガスアップグレードなどの応用を分析。実用化に向けた課題としてフリーボリュームの安定化、可塑化抑制、薄膜の堅牢性向上を指摘し、デジタル設計による材料-モジュール変換の加速を提案する。

Sandra Emperatríz Peña Murillo, Julio Baquerizo Figueroa, Manuel Teófilo Huamán Marcillo +2

本稿は石油精製における脱炭素化技術を評価・比較した質的レビューである。電化、再生可能エネルギー統合、CCUS、バイオ燃料、高度監視システムなどの技術が温室効果ガス排出削減に有効であることを示し、既存プロセスの改善と戦略的統合の重要性を結論づけている。

Xinfeng Qian, Xin Wang, Dacai Li +3

本シミュレーション研究では、Aspen HYSYSを用いてN2、O2、H2Oなどの不純物がCCUSのCO2圧縮・液化・輸送に与える影響を系統的に調査。不純物は熱力学的特性を変化させ、圧力損失を増大し、圧縮エネルギー消費を増加させることを定量的に示した。CCUSシステムの設計・運用に理論的基盤を提供。

Faisal W. K. Khudhur, Ian B. Butler, S. Gilfillan

本論文は、CO2の鉱物化（in situ mineralization）に関する微視的イメージング技術（X線マイクロCT、電子顕微鏡など）の統合的利用方法をレビューする。相関顕微鏡や機械学習の活用、反応性輸送モデルの信頼性向上、セメントや玄武岩を用いた実験観察に基づく鉱物化適性評価の決定木を提案している。

Ganti Srikanth, 𝑏 𝑎, G. Sudheer +1

CO₂脱昇華温度（CDDT）は極低温炭素回収や天然ガス処理に重要。本研究はPeng-Robinson状態方程式による熱力学モデル、4種の機械学習手法、物理情報ハイブリッドML（PI-HML）を統合した3層アプローチを提案。PI-HMLは平衡条件やクラウジウス-クラペイロン則を学習に組み込み、高精度な予測を実現。

Adeel Rafiq, S. Gheewala

この論文は、CCU（二酸化炭素回収・有効利用）の戦略的再定義として、排出源回避、炭素集約型製品の代替、再生可能エネルギーとの統合の3経路を提示。従来の炭素循環を超え、尿素代替、バイオジェニックCO2利用、水素キャリアとしてのCO2利用による永久貯留など、スケーラブルな産業脱炭素を提案する。

Florian Lhostis, Nathan De Riggi, N. Huan +3

本研究は、CO2をギ酸に高選択的に電解還元し（FE > 90%）、続いてギ酸を不均化する熱触媒工程（選択性>90%、収率80%）により、メタノールへ変換するハイブリッドプロセスを提案。全体のCO2-to-メタノール選択性は約90%に達したが、工業化には触媒のリサイクル性向上が必要。

Natalia Belkin, Josh Steinberg, Amit Dan Grossman +2

本論文は、微細藻類の炭素固定と深海への沈降を利用した新しい海洋CDR手法MCFSを提案する。特殊な基質を用いて藻類の成長を促進し、浮遊期間後に急速沈降させることで炭素を長期隔離する。ガバナンス枠組みと生態リスク管理策も提示され、制御可能かつスケーラブルなCDR経路を提供する。

Adamu Kimayim Gaduwang, Bassam Tawabini, Nasiru Salahu Muhammed

本レビューは、電化や水素直接利用が困難な産業（鉄鋼、化学等）における電解燃料の脱炭素化ポテンシャルを評価。生産プロセス、エネルギー需要、経済性、ライフサイクルGHG排出量を分析し、電解燃料は電力源次第で40～90%の排出削減が可能だが、高エネルギー消費やコストが課題と指摘。2030年までに水素製造コストが2.1ドル/kg以下に低下すれば競争力が向上する可能性を示す。

Antonio Barchi, Marco Illich, Laura Rondi

本論文は、IEAのCCUSプロジェクトデータベース（1990-2023年）を用いて、国別・産業別のプロジェクト集積要因と組織形態の影響を分析。EUと北米の政策枠組みの違いが地域展開に影響し、大企業はハブ形式で協業していることを示す。2030年の排出削減目標に対して現状のプロジェクト規模は不十分であり、政策支援と技術効率向上の必要性を強調。

(著者不明)

本論文は、コンクリート産業におけるカーボンニュートラル達成のための技術を概説する。CO2吸収型コンクリートや代替セメントなど、最新の取り組みを紹介し、建設分野での温室効果ガス削減への貢献を評価する。

Qihan Wang, Zhili Wang

本研究は、膜分離CO2回収プロセスのエネルギー消費を業界平均3.2 GJ/t-CO2から2.1 GJ/t-CO2に削減し、CO2回収率90%以上を達成。さらに、改良CENTURYモデルを用いて、回収CO2の地中・植生固定が周辺生態系の炭素循環に与える影響を定量分析し、半径5kmの陸域生態系で年間炭素吸収量が18.3%増加することを示した。