マイクロ波を使用したケミカルリサイクル技術の大型汎用実証設備が完成――廃プラスチック問題の解決に寄与 マイクロ波化学とNEDO

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NEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)は2022年11月1日、マイクロ波化学がマイクロ波を使用したケミカルリサイクル技術の大型汎用実証設備を完成させたと発表した。

廃プラスチック問題の解決や温室効果ガスの排出量削減などに向けて、廃プラスチックを基礎化学原料に分解して新たに製品を作るケミカルリサイクル技術が注目されている。

一方で、既存の技術では化石燃料などを使用する外部加熱のプロセスを経るため、エネルギー消費や二酸化炭素の排出に加えてコスト、安全性が課題となっていた。

マイクロ波プロセスは、電子レンジと同一の原理で加熱する化学プロセスだ。化石燃料を用いないほか、再生可能エネルギー由来の電気で発生したマイクロ波で廃棄プラスチックを分解することで、実質CO2フリーでの再資源化が可能となる。

今回、さまざまな種類のプラスチックに応用できる高温複素誘電率測定装置を開発した。熱源に波長10.6μmのCO2レーザーを用いることで、測定に要する数gのプラスチックサンプルを最高1000℃程度まで加熱しながら複素誘電率を測定することに成功している。

高温複素誘電率測定装置の外観

同装置は、プラスチックサンプルに加えて、加熱時に触媒として使用する無機フィラー用サンプルや液状サンプルも測定できる。

今回の実証では、廃プラスチックを原料(モノマー)として回収することを目標に掲げており、ポリプロピレンやポリスチレンなどをモデルターゲットに設定した。

ポリスチレンの分解では、スチレンモノマーを主成分として回収し、回収したスチレンモノマーを精製、再重合することで再度プラスチックに戻せることを確認した。

マイクロ波化学は2021年、1時間あたり約5kgの処理能力を有する小型実証設備を発表していた。今回開発した実証設備は、1日あたり1トンの処理能力に向上している。

2022年度内に同設備を本格的に稼働させ、マイクロ波を用いたポリスチレンのモノマー化などの実証試験を実施する計画だ。

また、同社は、今回の事業を通じてマイクロ波プラスチック分解技術「PlaWave」をブラッシュアップし、2030年に国内の省エネ効果量3.9万kL(原油換算)を目指す。さらに、今後は年間1万トンに処理能力を向上させて、化学メーカーなどと共同で2025年までの社会実装を図る。

なお、今回の事業は、NEDOの「戦略的省エネルギー技術革新プログラム/実用化開発フェーズ」の一環として実施された。

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