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もともと水資源は偏在しているうえ、気候変動によって水リスクは世界中で高まっています。日本は日ごろの水利用に困ることは少ないですが、食料やエネルギーの輸入を通して、大量の「他国の水」を消費しています。
よって、「輸入相手国の水問題は日本の水問題」と認識しておく必要があります。

淡水化施設(脱塩プラント)は水不足が深刻な地域を中心に急拡大し、世界では1万4千~5千基くらいあると思います。アメリカではすべての州にありますし、日本でも工業用・生活用で各地に建設されています。

淡水化の主な技術としては、①熱を用いる蒸留法と、②膜を用いる逆浸透膜法があります。

淡水化技術の主な問題点として指摘されてきたのは
・大量の電力・熱エネルギーの消費:特に①の蒸留法は莫大なエネルギー必要
・化学物質の使用:特に②では膜の洗浄や脱塩過程で様々な化学物質を使用
・排塩水:脱塩によって生じた高濃度の塩水が海に排出されることで、生態系をかく乱
などです。
「淡水化施設は水不足には貢献するが、地球温暖化対策や水質保護には逆行する」と言われてきたゆえんです。

太陽光とMOFによる淡水化技術は、エネルギーや化学物質の問題をクリアするものとして界隈で関心が強まっています。
ただ、サウジやアラブなど中東の「淡水化大国」では、①の熱処理施設のネットワークがすでに高度に確立しています。そうした中で、低負荷型に移行していくのか、いかないのか。今後に注目ですね。
この記事だと全くどんな技術か分からんので原論文読みました。

光照射で有機化合物の分子構造を変えて光学異性体を作る反応を利用した技術で、ある意味生物が得意とする領域とも言えます。

この研究で使われているのは、スピロピランと呼ばれる有機化合物を用いたもので、可視光等を当てることで2つの環状構造の結合部分の隣であるC -スピロ-O結合が切れて環状構造が開き、メロシアニンと呼ばれる構造に変化します。この時に化合物の色が変わるので、この反応をフォトクロミズムとも呼びます。

メロシアニン構造でできた陽性のインドリウム基と陰性のフェノラート基が、それぞれNaCl等の陰イオンと陽イオンを吸着するのではという所に発想があったようです。

しかし、スピロピラン単体では、メロシアニンに変化した後に自らの極性で凝集し分解が進んでしまうため、うまく物理的に分離して保持する必要があります。

そこで、高い表面積と均一な細孔を持つ有機金属フレームワーク(MOF)を用いるというアイディアが出てきます。研究では、一般的に流通するアルミニウムイオンを金属中心にもち、テレフタレートベースの構造体であるMIL-53(Al)を用い、そこにポリスピロピランアクリレートを閉じ込めることで、効率的に海水中の塩分を吸着し(2.88mmolg-1)、かつ太陽光でそれを放出するPSP-MIL-53という吸着剤を開発したということです。合成方法に関してはサプリメントデータで公開されています。
https://static-content.springer.com/esm/art%3A10.1038%2Fs41893-020-0590-x/MediaObjects/41893_2020_590_MOESM1_ESM.pdf

1gあたり2.88ミリモル(NaCl=58として約0.17g)。海水の塩分濃度を3.4%とすると、1トンの海水に34kgの塩が含まれるので、それを吸着するには200kgのPSP-MIL-53が必要というスケールになりますね。

この物質の価格がいか程か、サイクル寿命はどうなのか、ということがわからないのと、太陽光の利用は面積できいて来るので、設備としての効率も考慮した上で、他の手法との比較ということになりそうです。

ただ、この技術でも千葉先生がコメントされている排塩水の問題は残りそうですね。
中東などの国では化石燃料を使う淡水化発電所が多く建設されてきましたがこの様に太陽光と有機金属構造体(MOF)で大規模な淡水化が可能になるとゲームチェンジャーになりうるでしょう。
中東や太平洋の島国などの日照量が多く水不足の国にとっては特にメリットが大きいと思われます。
論文
https://www.nature.com/articles/s41893-020-0590-x

アブストラクトしか読めてませんが、
光異性化して中性になって塩の吸着能力が激減することで、塩を放出して再生できるみたいですね。
>With sunlight illumination, the neutral isomer rapidly releases these adsorbed salts within 4 minutes.

再生したあとはどうやってまた元に戻すんだろう。
暗いところでほっとけばいいのかな。
気候変動による水不足に対抗する技術、淡水化技術。
環境問題へのコアな問題への解決策ではなく、上辺の解決策で、モグラ叩きのように次から次へと問題が出てこないか、地球温暖化がもっと深刻になるのを後押しするのではないか、心配です。


千葉知世さんが紹介されている、淡水化技術の主な問題点
・大量の電力・熱エネルギーの消費:特に①の蒸留法は莫大なエネルギー必要
・化学物質の使用:特に②では膜の洗浄や脱塩過程で様々な化学物質を使用
・排塩水:脱塩によって生じた高濃度の塩水が海に排出されることで、生態系をかく乱


特に多くの動物植物が絶滅へ追い込まれている中で、私個人的には「生態系をかく乱」を促進させないか心配です。
低負担にすると言っても、負担が0になる訳ではないですよね。
モグラ叩き現象が起こって、コアな問題が大きく膨れ上がらないでしょうか。

Biodiversity: Why the nature crisis matters, in five graphics
https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-54357899


投資家達は、問題に繋がる多くの要因を、エコシステムを理解する努力をして、投資活動をして欲しいです。
専門家が投資家をジャッジして、投資活動を評価し分かりやすく可視化する仕組みなどはあるのでしょうか。


フィンランドのスタートアップ uprightは、企業や製品もネットインパクトをAIを用いて可視化する取り組みをしています。
https://www.uprightproject.com/
内陸、とくに最初に困る、remote communities がねぇ 困る所に限って、input の塩濃度が高いので

って10年ぐらい前にエジブト・メリケン政府のコラボ$$で各種脱塩技術のシステムコスト的観点から研究しましたねぇ、カイロ大学、アメリカ大学カイロ校の方々と 正直言うと、ガクシャとしては大した事ない研究だったのですが、未だに当時のペーパーズ読んでくださる方が結構いらっしゃるのが、この問題が現実として顕在化してる事の現れとおもいますねぇ
こういった技術を開発するって本当に凄いですよね。

内容が少し難しいですが、要は『海水を低エネルギーでろ過できる技術』が開発されてるということです。

気候変動により『温暖化=気温上昇』が進むと水がより多く蒸発していきます。

そうなると、砂漠地帯はより砂漠化が進み、水資源が豊富な場所も資源が少なくなります。

今後は日本も『水不足』が進むということになりますが、『今までのシステムで水を配給した場合』においてではあります。

もし、容易に海水が淡水に変えられればひとまず心配は解消されます。

また、中東では熱処理で淡水へ変えていますが、相当エネルギーを利用する観点から今回の有機金属構造体(MOF)が注目されているということです。

▼まとめ
・MOFと太陽光によって飲料水に 4分以内に再生、再び使用も可能
・浄水能力が極めて高い
・3000mg/Lと高濃度だった水中の総溶解固形分(TDS)→500mg/Lを下回る濃度まで下げる能力がある。
・この数値は、WHOが飲料水に対して定めているTDSの推奨濃度600mg/L未満をはるかに下回っている
・エネルギー効率が高く、環境への負荷が少ない持続可能な形で水を精製できる

こういった技術がどのように利用されるか、それが見たくて長生きしたくなります。
記事からは正しい背景や仕組みが全く分かりませんでした。千葉知世さんや大場紀章さんのコメントが大変助かりました。