ガソリンの代替燃料として、バイオエタノールへの関心が高まっています。ガソリンにこれを混合して使用すると、CO₂の排出量が減るからです。将来的には燃料電池が普及する日が来ると考えられますが、現時点でEV車へと一挙に切り替えることは難しいため、混合ガソリンの使用は、現実的で有効な温暖化対策となります。ただしガソリンスタンドで売る際には、給油装置で使われるキャップなどの部品を混合ガソリンに耐えられる材料に交換する必要があります。そのためわたしは、市販の各種樹脂のうち、混合ガソリンに溶けない最適材料は何かをつきとめる研究を、大阪府と共同で進めています。
ある物質がある物質にどのくらい溶けるのかを示す指標として、溶解度パラメータ（SP値）があります。この指標の優れている点は、分子構造がわかれば、実験をしなくても値が計算で出せる点。しかしガソリンは天然物であり分子の形がわからないので、その評価は容易ではありません。そこでわたしは、統計的に値を推測し、計算する方法をコンピュータ上で開発。同時に、その計算方法が妥当であるかどうかを、実証実験で確かめています。幸い給油装置の部品として利用できそうな材料が見つかり始め、手ごたえを感じています。
大学院修了後も、環境の改善に貢献できる仕事に携わっていきたいと思っています。研究室で身につけた知識を生かせられたら最高です。

※この学びのスタイルは2011年度のものです。

リチウムイオン電池は、携帯電話やパソコンにも使われている身近な存在。ハイブリッド車に用いられるニッケル水素電池よりも軽く、容量が大きく、電圧を上げられるという性質があるため、電気自動車のバッテリーとしても注目されています。リチウムイオン電池の材料に使われるリチウムや、コバルト、ニッケルなどは貴重な資源で、世界各国が電気自動車の開発に力を入れるほど、その確保は困難になります。しかし、都市でゴミとして廃棄される家電製品などにはこうしたレアメタルが大量に含まれているので、この「宝の山（都市鉱山）」から金属を分離・回収する手法が求められています。そこで、焼いた電池を粉砕して粒に含まれる金属を酸性の溶液中に溶かし出し、「水酸化物沈殿法」「溶媒抽出法」などで金属の酸化物を分離するという方法を考案しました。分離のプロセスに正解はないので、これまでに学んだ知識と経験に基づいて実験を行い、できるだけ効率的に処理できる方法を模索しています。小型装置を用い、実証試験を行いながら、温度やpHなどの条件を決定していくのですが、条件設定がほんの少し違うと結果が大きく変わってしまう点が難しく、またおもしろいところです。研究が進むにつれて、最適な処理法の実現へと一歩ずつ近づいていると実感しており、このプロセスが早く実用化され、廃棄物のリサイクルを進めることができたらと思います。

※この学びのスタイルは2010年度のものです。

おからと酒粕という２種類の食品廃棄物を、水を臨界点に近い状態にした「亜臨界水」で加水分解し、生活に有用な物質を精製する研究を行っています。以前からエネルギー問題や、食品廃棄による環境汚染の問題に興味があったことから、この研究テーマを選びました。実験は「材料を反応器に密閉して、電気炉で加熱する」方法で進めています。単純そうにみえて、安定した結果を得るのはなかなか難しいのです。たとえば150℃という設定温度にするため、1分10秒かかる時もあれば、1分よりずっと短い時もあるなど、反応条件が不均一になりがちです。現在行っている「回分操作」（1回ずつ反応させる）では加熱途中でさまざまな反応が起こり反応の制御が難しいため、「連続操作」（反応媒体を連続的に送入する）に変更しようと考えています。そうすれば、目的の反応に対して反応時間と温度・圧力を最適に保つことができるからです。このように実験を進めるには苦労もありますが、多くの有用成分が製造できたときは喜びを感じます。食品廃棄物の亜臨界加水分解から得られる高濃度の糖を原料として、エタノール（バイオ燃料）、乳酸（生分解性プラスチック原料）などを発酵法によって製造でき、また乳酸などの有機酸を亜臨界加水分解によって直接製造できるのもおもしろいところです。捨てられるバイオマスから新しく役に立つものが製造できて、環境保全につながる点がうれしいですね。

※この学びのスタイルは2009年度のものです。