第8回シンポジウムでのご質問への回答

2月2日に開催したアクア・イノベーション拠点第8回シンポジウム(オンライン)において、
参加者の皆様からチャットやQ&Aで寄せられたご質問に回答いたします。

【1】海水淡水化用の膜・モジュールについて

Q：使用しているカーボンナノチューブ(CNT)は、多層カーボンナノチューブ(MWCNT)か？
➥　A：流通面、価格、性能等を考慮し、MWCNTを使用しています。

Q：CNTの長さ、径、アスペクト比と処理性能との間には関連性があるか？
➥　A：CNTの形状によって分離膜としての性能に大きく関係しています。

Q：CNTとポリアミド(PA)との混合比はどのように決めているのか？
➥　A：理論解析およびCNT混合比の異なる試作膜の性能評価から、最適な混合領域を
　　　　把握しています。

Q：CNTを複合すると膜の価格が上がると思う。価格が上がっても、従来のRO膜よりも
　　メリットが出るのか？
➥　A：活性層が100nm程度と薄いので、CNTの価格と使用量から材料費の増加はごくわずか
　　　　です。製造も含めたコストは今後、精査していきます。
　　　　CNT複合膜は汚れにくいという特長があるため、膜の洗浄等に要する労力や薬品を、
　　　　大幅に削減できるというメリットを発揮できます。

Q：開発膜の市販のRO膜に対する費用対効果はどの程度か？
➥　A：開発膜の使用により、造水コストを２割以上削減(ホウ素除去が必要な海域は３割以上)
　　　　できると推定しています。

Q：開発膜の交換頻度(寿命)はどの程度か？
➥　A：膜の寿命は、薬品洗浄等に大きく関係しています。
　　　　開発膜は汚れにくいため、薬品洗浄の頻度が少なく寿命が長くなると推定しており、
　　　　実証試験を継続することにより、その効果を見極める予定です。

Q：CNTの代わりにGO(酸化グラフェン)を配合したら、何か特徴が得られないか？
　　海水淡水化においては、CNTの方がGOよりも性能が優れているのか？
➥　A：現在、GOとPAを複合化することは対象外としています。
　　　　GOはグラフェンと混合して、特定の有機物等の優れた分離選択性を有する分離膜を
　　　　実現しています。

Q：開発モジュールの目標値に対し、Fluxは達成が厳しいように見えた。原因はCNTなのか？
　　どのような対策が考えられるか？
➥　A：これまで脱塩優先で進めてきており透水性はCNT複合が直接的な原因ではありません。
　　　　理論解析によってCNT添加の高い透水機能発現への寄与が示されており、今後、
　　　　対策を急ぎ、Fluxの目標達成の見込みです。

【2】海水淡水化の実証試験・社会実装について

Q：ウォータープラザ北九州に設置した実証施設では、ウォータープラザ内で前処理した原水を
　　使用しているのか？
➥　A：現在の試験では、くみ上げた海水(原水)をUF膜で前処理した海水を使用しています。

Q：北九州の実験で、透水後の膜の付着物量はどのように算出したのか？
➥　A：試験に使用した膜モジュールを解体し、膜表面の付着物を採取。
　　　　膜付着物サンプルを、105℃、2時間以上乾燥した後の重量と、膜付着物採取エリアの
　　　　面積から、単位膜面積あたりの付着物量を算出しています。

Q：今後、CNT/PA複合膜が既存の膜と入れ替わっていくための課題は？
➥　A：海水淡水化への実装については、技術、コスト、生産、事業展開戦略など様々な課題を
　　　　想定しており、研究開発と並行して事業を通した社会実装の検討を進めています。

【3】アフリカ等の水環境改善について

Q：タンザニアの水にはなぜフッ素が多く含まれるのか？
➥　A：タンザニアを含むアフリカ東部には、南北方向のグレートリフトバレーと呼ばれる
　　　　大陸分裂帯（大陸の裂け目）が走っており、オルド二オレンガイ火山など、
　　　　アルカリ火山活動が盛んで、その火成岩中にフッ素が濃集しています。
　　　　メルー山も30万年ほど前まで活動していた火山で、火山から噴出する火山砕屑岩は
　　　　火山本体をつくり、また、地下水の帯水層になっています。
　　　　降雨が地下に涵養し、地下水となって帯水層を構成する高濃度のフッ素を含む岩石や
　　　　火山灰に接触すると、岩石から地下水の方へフッ素が溶出してくるため、
　　　　地下水や湧水、それが表層に流れ出た河川水中に高濃度のフッ素が含まれます。
　　　　タンザニア内陸部も花崗岩という深成岩が分布していますが、この岩石にもフッ素が
　　　　多く含まれています。
　　　　これらの地域では岩体の風化帯や断層破砕帯が地下水リザーバーとなっていますが、
　　　　同様にフッ素の溶出が起こり、水源地の地下水には高濃度のフッ素が含まれます。

Q：アフリカなどの途上国をターゲットにしたとき、利益を生める、もしくは、
　　生める可能性がある収益モデルをつくることができるのか？
➥　A：ビジネス環境を把握すべく、アフリカの大学等と連携しながら情報を収集しており、
　　　　情報を基に収益モデルに関して拠点内で議論しています。

Q：途上国での収益が見込める場合、地元企業が関わっていく機会はあるか？
➥　A：フッ素吸着剤に関しては、現地原料の使用や簡易デバイス化について、国の研究機関や
　　　　地元企業との連携の可能性が考えられます。
　　　　またフッ素センサでは、アプリ開発やデバイス部の現地化のための技術指導など、
　　　　地元企業等、国内の企業との協業が必要になると考えています。