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資源循環・適正処理を支援する基盤技術研究(平成 26年度)
Study on fundamental technologies required for material cycles and waste treatment

予算区分
AQ センター調査研究
研究課題コード
1115AQ033
開始/終了年度
2011~2015年
キーワード(日本語)
廃棄物,循環資源,化学分析,バイオアッセイ,物性,化学形態,毒性,処理技術,リサイクル技術,バッテリー,バイオマス,有害化学物質,バイオ燃料,ガス化,改質,触媒
キーワード(英語)
Waste, Circulative resources, Chemical analysis, Bioassay, Physicochemical properties, Chemical form, Toxicity, Treatment technology, Recycling technology, Battery, Biomass, Hazardous chemicals, Biofuel, Gasification, Reforming, Catalyst

研究概要

 安全性を確保しつつ、更なる廃棄物の有効利用の推進には、循環資源・廃棄物に含有される有害化学物質と資源物質の同定、毒性、化学形態、物性に係る新規もしくは包括的な各種分析・試験・測定手法の開発が今後も必要である。これらの手法を開発するとともに、毒性等の評価手法の構築および成果の体系化を目的とする。また、リサイクル実績に乏しい廃棄物を資源化するための技術の確立も重要であり、未利用な廃油脂系バイオマス等を原料とした新規処理・資源化等(バイオ重油およびバイオガス化)およびバッテリー等のエネルギー利用・貯蔵の技術開発と実証を通して、より最適な廃棄物処理・有効利用・低炭素化に向けた提言も行う。
 また一方、廃棄物の適正処理と資源循環をともに進めるべき焼却等の熱的な処理施設の整備が、昨今の社会状況下で実績のある従来型焼却施設にとどまる傾向が強いことを背景に、廃棄物処理の低炭素化促進技術と有効かつ的確な評価技術を確立し、社会に示すことで持続的な低炭素社会の実現を支える体系を創る。高エネルギー回収型の熱処理技術として低温型ガス化改質プロセスの実機化を目標に、触媒適用の実機化技術およびガス変換技術等の高度化研究を進める。最終的に、施設評価基準を提示し、高度化したガス化改質装置を組み込んだ廃棄物処理・再生施設の原型モデルを社会に提示する。

研究の性格

  • 主たるもの:基礎科学研究
  • 従たるもの:技術開発・評価

全体計画

 生物検定法によるダイオキシン類と臭素化ダイオキシン類の分別測定評価法を確立して、ニーズや汎用性を考慮してその高度利用について検証する。さらに、金属化合物等については、存在形態別分析・評価手法を開発する。有害化学物質とそれらの代替物質の物理化学パラメータの測定法と推算法ならびに実測データの健全性評価手法を開発し、各手法の体系化を図る.循環資源等の分離回収や貯蔵を設計するための相平衡データの測定とモデル化を行う。未利用な廃油脂系バイオマスを対象に低炭素化に資する新規資源化技術(バイオ重油やバイオガス等)の開発と技術実証を行うとともに、バッテリー等のエネルギー利用・貯蔵技術に関して効率化と廃棄物発生抑制化の技術開発も行う。
 低温型ガス化改質プロセス実用設備原型の開発においては、2011-2012年度には重要な要素技術である触媒調製技術とガス質変換反応への基礎的適用効果に関し検討する。2013年度以降は、触媒合成法の高度化と実用化に向けた課題の抽出、また、ガス質変換技術に関しては、逆シフト反応およびメタン化反応への合成触媒適用の効率および選択性向上のための研究、さらに実際のバイオマスガス化生成ガスへの適用性評価を進める。最終年度においては、施設評価基準のスタンダード、および低温型ガス化改質高度エネルギー回収装置を組み込んだ廃棄物処理・再生施設の原型モデルを提示する。

今年度の研究概要

 今年度は、ダイオキシン類と臭素化ダイオキシン類を分別評価する新規前処理法の開発、臭素化ダイオキシン類を検出する現行生物検定法の妥当性評価を実施する。物性推算モデルと動態モデルから予想したPOPs様難燃剤に対して物性測定を行い、実測値を基にPOP様としての可能性を再評価する。
 未利用な廃グリースからバイオ重油とバイオガスの製造では、実装・実運用を想定した研究をさらに進める。季節ごと店舗ごとの廃グリースのサンプリングと燃料特性分析を、年間を通して継続的に行い、発生量と性状のデータベース精緻化および変動性の把握を図る。バイオガス製造においては、受入原料の変動に対応するための技術または運転方法の改善を行う。
 バッテリーの超高速充電技術については、これまでの技術を基に廃バッテリーの再生技術の開発に着手するとともに、技術開発に必要な理論的解析やモデルの構築を試みる。
 低温型ガス化改質プロセス実用設備原型の開発において、主たる要素技術であるガス質触媒変換技術の開発に関し、性能およびコスト面から総合的に実用性のある触媒材料と助触媒材料の組み合わせを種々実験的に検討する。これにより、ガス化生成ガスに対する触媒変換能に優れた材料の開発と性能向上の方策を探索する。また、実際のバイオマスガス化生成ガス組成を念頭に置いて、ガス質変換反応効率の向上要件を探索する。さらに、廃棄物からのエネルギー回収の技術的動向を国内外の視点から的確に把握し、当該開発プロセスの位置づけや実用化戦略に関し、精緻化をはかっていく。

外部との連携

共同研究機関:岡山大学、京都大学、兵庫県立大、首都大学東京、工学院大学、日本大学

関連する研究課題

課題代表者

倉持 秀敏

  • 資源循環・廃棄物研究センター
    基盤技術・物質管理研究室
  • 室長
  • 博士(工学)
  • 化学工学,化学,工学
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担当者

  • 滝上 英孝
  • 山本 貴士資源循環・廃棄物研究センター
  • 肴倉 宏史資源循環・廃棄物研究センター
  • 梶原 夏子資源循環・廃棄物研究センター
  • 鈴木 剛資源循環・廃棄物研究センター
  • portrait
    小林 拓朗資源循環・廃棄物研究センター
  • 魯 保旺
  • 川本 克也
  • 由井 和子