シカゴ大学 Pritzker School of Molecular Engineering の Po-Chun Hsu 助教の研究室が、炭素ナノファイバーを使った新しい直接空気回収フィルターを発表し、学術誌に掲載されました。筆頭著者の Ronghui Wu は当時 Hsu 研究室のポスドクで、現在はナンヤン工科大学の助教です。研究は実験と計算の両面で行われました。
ライフサイクル分析では、製造・輸送・保守・廃棄に伴う排出を含めても、フィルターはCO2を92%を超える効率で除去すると報告されています。もし全ての建物のフィルターをこの型に交換すれば、空気中から最大596メガトンのCO2を除去できると試算され、研究者らはこれを「1年間で1億3000万台の自動車を道路から減らすのに相当する」と説明しています。
仕組みは室内のCO2を捕捉して外気の取り入れを減らすことで、加熱や冷却の負荷を下げる点にあります。そのためHVACのエネルギー使用量が低下し、個別の建物ではエネルギー料金が下がる可能性があります（ある2024年の研究では最大約21.6%の節約を示しました）。
材料は炭素ナノファイバー上のポリエチレンイミンで、再生可能に設計され既存のHEPAフィルターやHVACに適合します。研究者らは飽和したフィルターを定期回収し、集中施設でCO2を溶解・濃縮して貯留や化学品・燃料への転換に回す仕組みを想定しています。材料は太陽吸収率が高く、太陽熱で再生できる一方、Hsu は再生に再生可能エネルギーを使う必要があると強調しています。化石燃料で加熱すると、回収量を上回るCO2を排出する恐れがあるためです
- 再利用設計
- 既存空調との互換性
- 太陽熱での再生が可能
難しい単語
- ライフサイクル分析 — 製品の全部の段階での環境影響を評価すること
- 炭素ナノファイバー — 非常に細い炭素の繊維状の材料
- 再生可能 — 繰り返し使えて再利用できる性質
- 互換性 — 別の機器と一緒に使える性質
- 濃縮する — 量を減らして成分をより濃くすること濃縮して
- 貯留 — 回収した物質を長期間保存すること
- 太陽吸収率 — 太陽光をどれだけ吸収するかの割合
- 試算する — 概算で数量や効果を計算すること試算され
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ディスカッション用の質問
- このフィルターを全ての建物に導入する場合の主な利点と課題は何だと思いますか。理由を述べてください。
- 研究が想定する集中施設でのCO2処理（貯留や化学品・燃料への転換）の利点と懸念点を挙げてください。
- 太陽熱でフィルターを再生することの利点と、太陽熱が使えない地域で考えられる代替策は何だと思いますか。
