コンクリート製品工場の「脱炭素革命」 ―製造現場で脱炭素と廃棄物削減を同時に実現―

2026年1月19日 11:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇环境科学研究科　助教　王佳婕
环境科学研究科　教授　渡邉则昭

【発表のポイント】

コンクリート製品製造プロセスにおいて、再生可能で环境调和型のキレート剤^（注¹^）を用いた颁翱?鉱物化プロセスの适用可能性を実証しました。
固体廃弃物の削减と颁翱?固定を同时に达成でき、地球温暖化を含む复数の环境影响を有意に低减可能であることを确认しました。
コンクリートスラッジケーキ^（注²^）および颁翱?を原料として、高纯度の炭酸カルシウム（颁补颁翱?）の生成に成功しました。

【概要】

コンクリート製品の製造工程では、大量の固体廃弃物の発生および颁翱?排出という环境课题を抱えています。颁翱?鉱物化は、廃弃物中の金属成分を炭酸塩として固定化することで、これらの课题を同时に解决できる有望な手法として注目されています。しかし、従来技术では薬剤の大量使用や廃水の発生といった课题があり、环境面?経済面の両面で実用化に向けた大きな障壁となっていました。

东北大学大学院环境科学研究科の王佳婕（Jiajie Wang）助教、渡邉則昭教授、八戸工業高等専門学校の土屋範芳校長（東北大学名誉教授）らの研究グループは、コンクリート製品の製造現場に再生可能な環境調和型キレート剤を導入したCO₂鉱物化プロセス（特许7345791）の适用可能性を検讨するとともに、その环境负荷低减効果を评価しました。その结果、本技术によりコンクリート製品の製造时に発生するスラッジケーキの削减と颁翱?固定を同时に达成でき、地球温暖化を含む环境影响を大幅に低减できることが明らかになりました。

本技术は、コンクリート製品产业における実用的かつ持続可能な环境技术として、社会実装が强く期待されます。

本研究成果は、国際学術誌 Scientific Reports に2026年1月14日付で掲載されました。

図1. 植物由来の生分解性キレート剤であるGLDA水溶液を10回循環再利用時の炭酸塩化されたCa濃度と、生成した高純度炭酸カルシウムの写真および走査型電子顕微鏡（SEM）像

【用语解説】

注1. キレート剤：金属錯体の形成に用いる配位子の一種。配位子は、配位原子と呼ばれる酸素や窒素のような非共有電子対を持った原子を含み、この配位原子が金属イオンと直接結合する。配位原子を一つだけ持つ配位子を単座配位子、複数個持つものを多座配位子と言い、後者がキレート剤。金属イオンとの結合の安定性は、単座配位子よりも多座配位子であるキレート剤の方が安定。

注2. コンクリートスラッジケーキ：コンクリートスラッジケーキとは、生コン工場から発生するコンクリートスラッジ（汚泥）を脱水処理し、固形化したもの。ミキサー車やプラントの洗浄水に含まれるセメント分、砂、砂利などの固形分を分離し、ろ過や圧搾といった機械的な処理を経て、水分を絞り出した状態を指す。

【论文情报】

タイトル：Characteristics and environmental benefits of CO2 mineralization using a recyclable chelating agent in concrete manufacturing
著者：Jiajie Wang*, Ryo Miyama, Vani Novita Alviani, Kazuhiro Sakamoto, Manabu Shindo, Noriyoshi Tsuchiya, Noriaki Watanabe*
*責任著者：東北大学大学院環境科学研究科　助教　王佳婕
東北大学大学院环境科学研究科　教授　渡邉则昭
掲載誌：Scientific Reports
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