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材料化学:吸着剤に基づく炭素捕捉を加速させるための包括的プラットフォーム

Nature 632, 8023 doi: 10.1038/s41586-024-07683-8

二酸化炭素(CO2)排出削減には、炭素捕捉技術の大規模展開が緊急に必要である。こうした技術は、さまざまなソース(排出源)からCO2を分離して、さまざまなシンク(吸収源)に輸送しなければならない。具体的なソース–シンクの組み合わせの最適解の探求は、複数の利害関係者が関与する複雑な多目的課題であり、社会的状況、経済的状況、地域的状況に依存する。現在、研究は逐次的アプローチに従ってなされ、化学者は材料設計に、エンジニアは最適化プロセスに重点を置いており、次にこれらが、経済や環境に影響を及ぼす規模で運用される。こうした影響、例えばプラント寿命にわたる温室効果ガス排出を評価することは通常、最終段階の1つである。今回我々は、材料、プロセス設計、テクノエコノミックス、ライフサイクルアセスメントを統合したPrISMa(Process-Informed design of tailor-made Sorbent Materials)プラットフォームを提示する。我々は、さまざまな技術を用いて世界5地域の各種ソースからCO2を捕捉する事例研究を、60例以上比較した。このプラットフォームは、技術、プロセス構成、場所の費用対効果についてさまざまな利害関係者に同時に知らせ、最高性能の吸着剤の分子的特徴を明らかにし、環境影響、コベネフィット、トレードオフに関する知見を提供する。PrISMaは、研究の初期段階で利害関係者をまとめることによって、我々がネットゼロ世界を目指しているこの重要な時期に炭素捕捉技術開発を加速させる。

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