隨着全球瞄準去碳社會，備受期待的技術之一是從空氣中捕集和分離二氧化碳（CO2）的直接空氣捕集技術（DAC）。東京都立大學開發出了可以回收空氣中的二氧化碳，而且吸收效率最大能達到目前二氧化碳捕集物質10倍的方法。如果實用並推廣普及，那麼到2050年人類排放的二氧化碳大部分都有望回收。
回收二氧化碳後的材料（左），回收的二氧化碳析出後，材料重新變成透明液體（右）（圖片由東京都立大學山添教授提供）
「這個方法確實是一個偶然的產物」。東京都立大學的山添誠司教授發現某種物質能有效吸收二氧化碳，但這種物質本身並不是首次發現的。
處理工場的廢氣時主要使用具有二氧化碳吸收特性的物質胺。山添教授所確定的物質與胺的結構略有不同，而且是廣爲人知的。
發現這種物質具有優異的二氧化碳吸收能力是在研究室的學生偶然間做其他研究的實驗時發現的。二氧化碳透過該物質時，會形成白色固體並沉澱。
這本身就是一種罕見的現象，在調查二氧化碳的濃度時發現，它能以普通胺5～10倍的速度吸收二氧化碳。山添教授說：「這種物質以前就廣爲人知，但它的吸收能力可能還沒有被研究過。」
二氧化碳在空氣中的濃度約爲0.04%。 爲了實施去碳社會，不僅要控制工廠等排放的高濃度二氧化碳，還要回收空氣中的低濃度二氧化碳，也就是說，關鍵在於直接空氣捕集技術（DAC）。
DAC有利用胺等物質吸附的方法、利用離子交換劑分離的方法，以及將二氧化碳變成乾冰進行分離的方法等。但這些方法都無法高效回收低濃度的二氧化碳。而此次確定的新物質可以解決這個課題，用於DAC法比較有前景。
普通的胺與二氧化碳以2比1的比例結合，而新物質以1比1的比例結合。這種特性是實施高回收效率的終極因數。另外，透過改變溶解新物質的溶劑的量等，效率最高可以提高10倍。
新物質每500g的價格超過5000日元，爲普通胺的2倍以上。但吸收能力可達普通胺的10倍，「在吸收一定量的二氧化碳時的成本比較中是佔優的」（山添教授）。如果新物質的流通增加，價格下降，還會更具有競爭優勢。而且據山添教授介紹，使用過的物質幾乎可以100％再利用。
實用化課題是用於溶解新物質的溶劑。溶劑在使用程序中會蒸發變少。目前正研究選擇不容易蒸發的溶劑，或者構建對蒸發的部分進行冷卻並再利用的系統等。
新方法於2020年申請了專利。目前化學和能源等相關領域的多家企業已經表現出興趣。今後將與這些企業合作，在5～10年後建設實證工廠，到2030年代實施實用化，2050年之前廣泛普及。
爲CCS的推進做貢獻
將二氧化碳封存到地下的CCS（二氧化碳捕集與封存）技術也備受關注。該技術將回收的二氧化碳吸附到固體上，然後埋入地下深處。日本在北海道苫小牧市已經建立了大規模實證專案。澳大利亞非營利法人全球碳捕集與封存研究院的資料顯示，截至2020年11月，包括處於開發階段的設施在内，全球已經有65座商用CCS設施。
| DAC和CCS的研究動向及前景 | |
| 1930年代 | 英國能源相關企業試製二氧化碳分離回收系統 |
| 1996年 | 挪威能源相關企業開始在北海進行CCS |
| 2003年 | 日本地球環境產業技術研究機構開始在新潟縣長岡市實施封存一萬噸二氧化碳的驗證實驗 |
| 2016年 | 日本CCS調查公司開始在北海道苫小牧市實施封存30萬噸二氧化碳的驗證實驗 |
| 2020年 | 東京都立大學的山添教授開發出有效回收和分離空氣中的二氧化碳的系統 |
| 2030年代 | 確立DAC技術，在各地建設實證工廠 |
| 2050年前後 | 全球產生的二氧化碳幾乎都可以回收 |
目前二氧化碳回收廠的選址僅限於工廠等排放高濃度二氧化碳的場所等。需要將回收的二氧化碳運輸到封存地，會產生運輸成本等。如果能確立DAC技術，就可以在封存地附近建設回收廠，有望削減成本。
2015年透過的氣候變遷對策國際框架《巴黎協定》的目標是，將全球大氣溫度與工業革命前相比的升幅控制在2度以内，儘可能控制在1.5度以内。
國際能源署（IEA）的資料顯示，要想控制在1.5度以内，2050年之前需要將回收的二氧化碳量增至目前的近200倍。在與DAC相結合的同時推進CCS，被認爲是最接近《巴黎協定》目標的有效方法。
日文：三隅勇氣、《日經產業新聞》，2021/07/30
中文：JST客觀日本編輯部
