研究開発された技術紹介

エコ住宅、自動車省エネを実現する蓄熱材市場は成長を続けているが、室温蓄熱が可能な「パラフィン」は原油から極僅かしか生成できず、高コスト・供給不足が課題である。中国精油では、大量生産されている安価なパーム油を材料とする世界初の「バイオマスパラフィン」生成技術をベースに、パラフィン化触媒の耐久性向上と、住宅建材用で重要なホルムアルデヒドを含まないカプセル化技術により、需要増・低コストのニーズに応える。

・バイオマスパラフィンの量産性を見据え、触媒の耐久性向上、高効率プロセスを開発
・ホルムアルデヒドフリーのマイクロカプセルを開発
・マイクロ流路をナンバリングアップしたカプセル製造プロセス開発
・核化剤の適用による過冷却の抑制
・既存石油由来パラフィンと同等の蓄熱量を確認

・水素化・脱炭酸触媒については、担体の選定、Pd-Niの共担持、焼成タイミングの最適化等の検討を推進することにより、繰り返し使用によるパラフィン生成率低下の抑制を実現した。
・フロー式装置でのパラフィン生成については、触媒のペレット化行い装置内に固定した。また、反応温度等の装置パラメータ調整を行い、ワンスルーで高いパラフィン収率を実現した。今後は原料の繰り返し反応プロセスを確立することで目標値である収率80%を達成できる見込みである。
・フロー式装置で使用した触媒を、本検討で最適化したタイミングにより焼成を行うことで、触媒が再生可能であることを確認した。
・蒸留シミュレーションでは、蒸留塔からの熱の漏れ等のパラメータを新たに入力、調整することでラボスケールの蒸留塔及びプラントスケールの蒸留塔の双方で目標値であった一致度90%以上を達成した。
・精製したバイオマスパラフィンは現行の石油由来のペンタデカンおよびヘキサデカンの純度、密度の規格を満足することを確認した。蓄熱量も石油由来品と同等であることも確認した。
・精製したバイオマスパラフィンは冷熱衝撃試験(1,000回)によって凝固と融解の相変化を繰り返しても劣化は見られず、潜熱量も減少しないことを確認した。
・マイクロリアクターを用いた溶媒拡散法によるホルムアルデヒドフリーの蓄熱カプセルの製造プロセスを確立した。また、流量、原料濃度の調整を行うことにより、粒径や殻厚の制御を可能とした。
・作製したカプセルは膜の多孔質化と過冷却に関する課題が存在したが、材料や製造工程の検討を行うことで大きく状態を改善し、蓄熱性能と強度の向上に成功した。
・マイクロリアクター以外でのカプセル生産方法として、撹拌によって液をせん断するバッチ式でのカプセル作製方法を確立した。
・作製したマイクロカプセルに冷熱衝撃試験(1,000回)を実施し、試験後も蓄熱性能を保つカプセルの作製に成功した。
・建材化に際する性能評価のため、日本建材試験センター規格に基づく測定条件を策定し、マイクロカプセルの蓄熱性能評価方法を確立した。

蓄熱建材、自動車の蓄冷エバポレーター、輸血用血液の恒温輸送用保冷剤等。

技術的な課題のほか、コスト面も課題。継続研究を実施予定。

大量生産されている安価なパーム油を材料とする世界初の「バイオマスパラフィン」生成技術をベースに、パラフィン化触媒の耐久性向上と、住宅建材用で重要なホルムアルデヒドを含まないカプセル化技術により、需要増・低コストのニーズに応えられる蓄熱材である。

蓄熱建材向けにバイオマスパラフィン内包マイクロカプセルを活用するには、壁材、天井材など、使用する場所によって加工の方法が異なる為、弊社が加盟している日本潜熱蓄熱建材協会の会員企業と加工方法を加味した具体的な検討を推進していく予定である。

・事業化するにあたり、フロー式装置での反応をさらに長時間行い、触媒の使用期間を明確にすることが必要。
・マイクロリアクターをナンバリングアップした際に、作製したカプセルの粒径のバラツキが大きくなることを確認。単分散性の高いカプセル作成が必要。
・蓄熱量の劣化を防ぐため、よりパラフィン保持力の強いカプセル作成が必要。