マントルを構成するかんらん岩体を利用した新たなCO₂固定技術を開発 ― 地球全域で大気中CO₂の大幅な削減に期待 ―

マントルを構成するかんらん岩体を利用した新たなCO₂固定技術を開発 ―　地球全域で大気中CO₂の大幅な削減に期待　―

2025年9月 2日 11:00 | プレスリリース・研究成果

【本学研究者情報】

〇大学院環境科学研究科　教授　岡本敦
研究室ウェブサイト

〇大学院環境科学研究科　教授　渡邉則昭
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

植物由来・生分解性キレート剤の適用による地下かんらん岩体を利用した新たな二酸化炭素（CO₂）鉱物固定法を提案しました。
キレート剤水溶液を岩体に注入し、鉱物溶解（孔隙形成）により浸透性を改善しつつ、地上に回収して鉱物固定に利用することができます。
さらにその後、この岩体にCO₂を溶け込ませたキレート剤含有海水を貯留することで、CO₂を鉱物固定することができます。

【概要】

マントルを構成するかんらん岩は、マグネシウムや鉄などの2価の金属イオンを豊富に含んでおり、地殻変動により地表付近に移動してきたかんらん岩体を利用したCO₂の炭酸塩鉱物化（CO₂鉱物固定）が期待されています。しかしCO₂の貯留を阻害する岩石の緻密さ・浸透性の低さが課題となっています。

東北大学大学院環境科学研究科のLuis Salalá 特任助教、渡邉則昭教授、王佳婕助教、岡本敦教授は、鉱物の溶解を促進し、金属イオンを捕捉する植物由来で生分解性のキレート剤を用いて、この課題を解決するとともに、上記金属イオンを地上での鉱物固定にも利用する新技術を提案しました。本技術ではまず、キレート剤を含む水を地下に注入して、孔隙形成・浸透性改善を行いつつ、上記イオンを溶かしこんだ水を地上に回収して鉱物固定に利用します。その後、CO₂を溶かし込んだキレート剤含有海水を地下に貯留します。このCO₂は最終的に、キレート剤の生分解による金属イオンの放出にともなって鉱物に固定されます。本研究では、キレート剤水溶液による鉱物溶解（孔隙形成）にともない浸透性が大きく改善されることを実証し、本技術の実現可能性を示しました。地球上に豊富に存在するかんらん岩によるCO₂の大規模削減が期待されます。

本研究成果は2025年8月21日付で科学誌Communications Earth & Environmentに掲載されました。

図1．植物由来・生分解性キレート剤GLDA水溶液によるかんらん岩の溶解を利用した (a) 岩体外部・地上（ex-situ）と、(b) 地下の岩体内部（in-situ）での二段階CO2鉱物固定の概念図

【論文情報】

タイトル：Biobased biodegradable chelating agents enhance coupled ex situ and in situ carbon dioxide mineralization via peridotite dissolution and wormholing
著者：Luis Salalá*, Noriaki Watanabe*, Jiajie Wang*, Atsushi Okamoto*
*責任著者：東北大学大学院環境科学研究科　特任助教　Luis Salalá
東北大学大学院環境科学研究科　教授　渡邉　則昭
東北大学大学院環境科学研究科　助教　王　佳婕
東北大学大学院環境科学研究科　教授　岡本　敦
掲載誌：Communications Earth & Environment
DOI：10.1038/s43247-025-02687-2

詳細（プレスリリース本文）