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公開番号2025079599
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-22
出願番号2023192380
出願日2023-11-10
発明の名称炭素化合物材、炭素化合物材を含む炭素貯留材、及び炭素化合物材の製造方法
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人R&C
主分類B09B 3/40 20220101AFI20250515BHJP(固体廃棄物の処理;汚染土壌の再生)
要約【課題】糖化残渣を有効利用可能な炭素化合物材、炭素化合物材を含む炭素貯留材、及び炭素化合物材の製造方法を提供する。
【解決手段】炭素化合物材は、セルロース又はリグニンの少なくとも一方を含有するバイオマス原料からなる固形材料を備え、前記固形材料は、カルボキシ基を有し、固定炭素率が20%以上であり、平均径が1μm以上1000μm以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
セルロース又はリグニンの少なくとも一方を含有するバイオマス原料からなる固形材料を備え、
前記固形材料は、カルボキシ基を有し、固定炭素率が２０％以上であり、平均径が１μｍ以上１０００μｍ以下である、炭素化合物材。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
前記固形材料は水に不溶である、請求項１に記載の炭素化合物材。
【請求項３】
前記固形材料は示差熱分析において６５０℃以上８４０℃以下にピークを示す、請求項１に記載の炭素化合物材。
【請求項４】
請求項１～３の何れか一項に記載の炭素化合物材を含む炭素貯留材。
【請求項５】
セルロース又はリグニンの少なくとも一方を含有するバイオマス原料を粗粉砕する粗粉砕工程と、
粗粉砕した前記バイオマス原料を加熱粉砕する加熱粉砕工程と、を有し、
前記加熱粉砕工程は、１００℃以上３００℃未満の加熱下においてボールミルを用いて行う、炭素化合物材の製造方法。
【請求項６】
前記加熱粉砕工程は、３００ｒｐｍ超え２０００ｒｐｍ未満で回転させる、請求項５に記載の炭素化合物材の製造方法。
【請求項７】
前記加熱粉砕工程によって得られた固形材料の水可溶性成分を水で抽出する抽出工程をさらに有する、請求項５又は６に記載の炭素化合物材の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素化合物材、炭素化合物材を含む炭素貯留材、及び炭素化合物材の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、サトウキビやトウモロコシといった食料系バイオマスに代わり、木材や草、稲わら等の非食料系バイオマス（セルロース系バイオマス）からバイオマス燃料を製造する技術が注目されている。
【０００３】
特許文献１には、セルロースを含有するバイオマス原料を用いて１００℃以上３００℃未満の加熱下において粉砕し、糖化液を水で抽出するバイオマス燃料の製造方法が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、１５０℃～５００℃の温度で炭素化処理した炭化物とセルロースを含有するバイオマス原料とを接触させ加水分解することにより糖化液を製造する方法と、糖化液を抽出した後の糖化残渣を加水分解反応の触媒として使用する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１３－１１１０３４号公報
特開２０１５－３５９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
セルロース系バイオマス原料からバイオマス燃料を製造する際には、セルロースを分解して糖となる部分を取り出す必要がある。しかしながら、セルロースは強固な分子構造を有するためその分解は容易ではない。硫酸等の強酸を用いてセルロースを糖化する手法が古くから知られているが、強酸の中和処理した場合、石膏等が廃棄物として大量に発生じプロセスが煩雑であることや長時間を要すること等から製造時のエネルギー負荷が大きいなどの問題があった。また、糖以外の部分は糖化残渣として有効的に実用化されている例は少なく、多くは廃棄されているという課題があった。
【０００７】
特許文献１においては糖化液の抽出後の糖化残渣についての記載がなく、糖化残渣の利用法が開示されていない。また、特許文献２においては、糖化残渣を加水分解反応の触媒とすることにより単糖の回収効率を上昇させることが可能となっているものの、糖化残渣に含まれる多糖やリグニン等は炭化物によって分解することができないため、糖化残渣が有効に活用されていなかった。
【０００８】
そこで、本発明は糖化残渣や、セルロース又はリグニンを含むバイオマス原料を有効利用することのできる炭素化合物材、炭素化合物材を含む炭素、及び炭素化合物材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る炭素化合物材の特徴構成は、セルロース又はリグニンの少なくとも一方を含有するバイオマス原料からなる固形材料を備え、前記固形材料は、カルボキシ基を有し、固定炭素率が２０％以上であり、平均径が１μｍ以上１０００μｍ以下である点にある。
【００１０】
セルロース又はリグニンの少なくとも一方を含有するバイオマス原料は、上述した通り分解が容易ではなく、糖を抽出した後の糖化残渣も有効に活用されていない。これらのバイオマス原料や糖化残渣は固形燃料として使用されることも多く、これらが燃焼すると植物が吸収した二酸化炭素は大気中に放出されてしまう。しかしながら、本構成における炭素化合物材は固定炭素率が２０％以上であることにより、炭素を長期間安定に貯留することができる。このため、植物の吸収した二酸化炭素を大気中に放出することなく炭素化合物材中に留めておくことができ、二酸化炭素の排出量よりも吸収量が多い状態（カーボンネガティブ）を実現することが可能となる。また、平均径が１μｍ以上１０００μｍ以下であることから固形材料を微粉として土壌中に埋めることや、物質に固形材料を混合させることが可能である。さらに、固形材料はカルボキシ基を有することから、環境親和性の高い材料を提供することができる。これにより、バイオマス燃料を製造した際に生じる糖化残渣や木材以外のバイオマス原料についてもカーボンネガティブの達成のため有効に利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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