論文・プレプリント

Rafailia Mitraki, Muhammad Salman, Daniel Flórez-Orrego +2

石灰製造は高温熱と石灰石煅焼由来のCO2排出により脱炭素が困難な産業である。本研究は燃料転換・電化・CO2回収（CCUS）等の複数オプションを統合スーパーストラクチャーモデルで評価し、エネルギー・炭素価格の不確実性下での頑健性を検証した。燃料転換のみでは18%削減にとどまり、CC導入で最大78%削減、バイオマス併用でネットネガティブ（−0.22 tCO2/t）が可能だが、エネルギー penalty は1.4–6.2 GJ/t。現状経済で…

Marano G, Sardone L, Devillanova g

コンクリート脱炭素はポルトランドクリンカを混和材で置換するが、その便益は通常バインダー1kg当たりで評価される。本論文はこの指標が構造的に不完全であることを解析的に示す。代替バインダーは結合効率が低いため所定強度にはより多くのバインダーが必要となり、過剰添加ペナルティを閉形式の正味炭素効率に変換する。持続可能性フロンティアは強度クラスとともに単調に縮小し、置換が逆効果となる正確な損益分岐グレードが導かれる。

Aiken, Richard

高密度相CO₂パイプライン内の密度不均一を非侵襲的に検出するスパースコード型ガンマ密度計の参照実装を公開。前方・検出性モデリング、モンテカルロ散乱/クロストーク、圧力指標付き経験ベースラインと二段階有界判定からなる推論チェーンを実装し、論文の全図表を再現する。Python 3.10以降で動作し、CCS輸送インフラの計測・監視技術の再現性確保に寄与する。

Denis Voskov, Denis, Saifullin, Ilshat, Wapperom, Michiel +4

open-DARTSは、地熱発電・再生可能エネルギーの周期的貯蔵・CO2地中貯留といったエネルギー転換に関わる地下貯留層の数値モデリングと最適化を行うオープンなフレームワークである。シミュレーション結果は効率的なエネルギー生産、リスク評価、各種法規制対応に直接活用できる。学術と社会の双方にとって地下資源の最適利用を支援する基盤技術を提供する。

Nkou Nkou J.J.

CCUSを組み合わせた水素プロジェクトを対象に、プロジェクト単位のデータを用いて因果推論を行い、採算が成立する最小規模（minimum viable scale）の閾値と、普及が進む規模帯（adoption band）を推定した研究。水素とCCUSの導入がどの規模から経済的に成立するかを定量的に示す点が特徴で、政策・投資判断に示唆を与える。抄録がなく詳細な手法・結果は不明。

Rupesh Kumar Singh, Himanshu Sharma, Vishal Agarwal +1

廃サトウキビバガスからZnCl2賦活により微細孔活性炭を合成し、直接賦活・予備炭化・水熱炭化の3経路を比較した。水熱炭化経路が比表面積2714 m2/g、微細孔率約85%を達成し、0℃で5.97 mmol/g、25℃で3.47 mmol/gのCO2吸着能を示した。狭細孔（<1 nm）が主要吸着サイトであり、温度上昇で有効細孔径が縮小し吸着量が低下することを明らかにした。

Obiang Asue Santiago Clarin Obiang, Yankun Jia, Ming Guo

MOF材料UiO-66に炭酸脱水酵素を固定化し、CO2回収性能を理論モデルで解析した研究。酵素固定化がCO2吸収効率を高める可能性を示す。実装段階ではなく基礎的モデリング段階の知見。

Appu Kondiyara

本論文は直接空気回収（DAC）の熱力学的最小仕事と平準化コストを分析する。420ppmの空気からのCO2分離は石炭排ガス比3.7倍の最小仕事を要するが、コスト差の主因は接触器の規模と送風量にある。水性水酸化物方式で211ドル/トン、固体吸着材方式で252ドル/トンとなり、熱供給方式と稼働率がコストを支配する。

Andong Liu, Anmol Mathur, Krish N. Jayarapu +4

膜を用いない電気化学的アーキテクチャによるCO2回収手法を提案した研究。膜不要化によりコスト・複雑性・劣化要因を低減し、電気化学的炭素回収の実用性を高める可能性を示す。詳細な抄録がなく、定量的成果は不明。

Silvina M. Gatica

湿潤な蒸気・排ガスからのCO2回収に関する研究。要旨が非公開のため詳細は不明だが、水分共存下での回収効率はCCUS実装の実務的課題であり、燃焼排ガスや工業プロセスへの応用が想定される。

Iain de Jonge‐Anderson, Gareth Johnson, Anne Merfort +3

IAMが描く1.5℃・2℃経路は2100年までに年約15GtCO2の地中貯留を前提とするが、2023年の実績は年0.045GtCO2に過ぎない。主要6モデルの貯留表現を評価し、近年の改良が予測経路の現実性を高めたかを検証した研究ブリーフ。

Ma, Xin, Zhang, Xueyan, Tian, Zhan +1

地質炭素貯留（CCS）からのCO₂漏洩が農地に与える影響を、複数年の植物実験と全球空間分析で定量化した研究。6種の作物を用い漏洩強度と成長・バイオマス減少の暴露応答関数を導出し、既存・計画・将来のCCSと農地の重複を評価。大規模展開時には最大1億1,361万ha（全球農地の7.27%）が影響を受け、バイオマス損失は776Mtに達する可能性を示した。

Wenxuan Bai, Chen Wang, Lingzhen Kong +9

本論文は、CO2回収用の相変化吸収剤をDFT計算とCOSMO-RSモデルでスクリーニングし、脱炭素メカニズムを解明する。相変化によるエネルギー消費削減の可能性を示し、CCUS技術の効率向上に貢献する。

(著者不明)

本研究は、CCUSの一環としてCO2をCH4に変換するメタネーション反応を、熱触媒法とプラズマ支援熱触媒法で評価した。NiおよびCoをゼオライト担体に担持し、CeO2助触媒の添加効果を検討。熱触媒法では400℃でCO2転化率94-99%を達成し、プラズマ支援により低温でのメタン生成が可能となることを示した。

Anna K. Müller, Johannes Ingenmey, Barbara Kirchner

本研究は、密度汎関数理論とab initio分子動力学シミュレーションを用いて、イオン液体とスイッチ可能な溶媒における圧力依存のCO2吸収挙動を系統的に調査した。圧力により化学結合したアニオン-CO2錯体が形成され、可逆的・不可逆的・物理的吸収が観察された。窒素リッチな複素環アニオンは不可逆的、酸素系アニオンは可逆的圧力スイッチ挙動を示す。これらの知見は、エネルギー効率の高いCO2回収材料の設計原理を提供する。

Peyvand Valeh‐e‐Sheyda, Hamed Rashidi, Pouria Heidarian +1

本論文は、CO2回収プラントの産業スタックにおける時間別CO2流量をLSTMネットワークで予測する手法を提案。予測精度向上により、CCUSプロセスの運用最適化と排出削減効率の向上が期待される。AI技術を炭素回収に応用した実用的な研究。

Guihua Hu, Zeqi Jiang, Jin Ma +4

本論文は、エチレン生産プロセスにおける燃焼後CO2回収（PCC）を対象に、可変負荷条件下でのモデリングと知的最適化を行い、技術経済分析を実施する。エネルギー消費とコストのトレードオフを評価し、産業部門の脱炭素化に向けた実装可能性を検討する。

Farheen Suleman, Azry Borhan, Sajid Muhbat +3

本論文は、CO2回収効率を高めるためのイオン液体修飾活性炭の開発に関する研究である。材料のテクスチャ特性と吸着性能を統合的に評価し、CO2吸着等温線を解析することで、持続可能なCO2回収材料としての可能性を示している。産業規模での応用にはさらなる研究が必要だが、CCUS技術の進展に寄与する。

Xiang-Yu Li, Yan-Long Zhao, Xin Zhang +4

本研究は、CO2回収用MOF吸着材の評価において、吸着量や選択性だけでなく脱着速度が重要であることを示した。9種類のMOFを統一プロトコルで評価し、全サイクル生産性（PTP）を指標としたところ、後期脱着拡散係数がPTPと最も強い相関を示した。特にBUT-125は中程度の吸着量ながら高速なCO2放出により最高のPTPを達成し、細孔ネットワークの設計指針を提供する。

Shabnam Robaei, Hamed Rashidi

本論文は、MEAを用いた二酸化炭素回収プロセスにおいて、再生に必要なエネルギーを削減するため、二相アルコール-水溶液中での超音波脱着を検討したものである。超音波の利用により、従来の加熱再生と比較してエネルギー消費を低減できる可能性を示唆している。CCUS技術の効率向上に寄与する研究であり、脱炭素社会の実現に向けた重要な一歩となる。