世界的な水不足やカーボンニュートラルへの対応策として、膜を使った分離技術に注目が集まっている。神戸大学の先端膜工学研究センターは、海水淡水化膜や有機溶媒分離膜などについて、基礎から社会実装まで見据えた研究を進める。混合物から目的の物質を取り出す分離は、膜を使えれば常温で分離ができるなど、大きな省エネ効果が期待できる。同センターは膜技術で環境やエネルギー問題の解決を目指す。（大阪・友広志保）

先端膜工学研究センターは２００７年設立で、１９年に全学組織へと改組された。「国内初で唯一の総合的な膜工学拠点」（松山秀人センター長）という。

一方、先端膜工学研究センターが注力するのは、ＲＯ膜と比べエネルギー消費量を約４分の１に低減できる正浸透（ＦＯ）膜だ。同センターはＦＯ膜による海水淡水化をさらに発展させ、エネルギーがほとんどかからない水処理システムの研究開発を進めている。

仕組みはこうだ。ＦＯ膜による海水淡水化は海水と、海水よりも濃度が高い駆動溶液を膜で隔て、駆動溶液側に真水を引き抜く。駆動溶液と真水の分離は熱で２層に分けることで行うが、ここに太陽熱を使用することで、エネルギー使用をほとんどゼロにできるという。

ＲＯ膜以前の海水淡水化は海水を熱する「蒸発法」が主流だった。蒸発法は多大なエネルギーを要するため、膜による淡水化に置き換わってきた経緯がある。同様の流れは化学プラントにも訪れており、松山センター長は「蒸留を膜に置き換えようとしている」と明かす。

化学工場では沸点の違いを利用し、混合物内の特定の物質を蒸発させて分離する「蒸留」が行われる。日本では化学工業におけるＣＯ２排出のうち、約４０％が蒸留工程で発生している。

カーボンニュートラル達成のため、化学工業では蒸留のＣＯ２削減が大きな課題となっている。反応や抽出など化学品製造時に多用される有機溶剤を膜で分離できれば、エネルギー使用を格段に減らせる。同センターは有機溶剤の逆浸透膜の研究開発に注力しており、実用化できれば、エネルギー消費量は従来の１００分の１程度に抑えられると試算する。

そのほか、カーボンニュートラルの観点から注目度が高いＣＯ２分離膜の研究開発も進めている。ＣＯ２だけと反応する物質を膜内に入れ込み、ＣＯ２透過の選択性と速度を両立できる特徴的な分離膜だ。

さまざまな省エネにつながる膜分離技術だが、松山センター長は「〝創エネ〟にもつながる」と明かす。従来はコストをかけて処理していた産業廃水などからアンモニアを取り出し、資源として使用するための膜分離技術の開発も進んでいる。環境・エネルギー問題の解決に向け、膜工学の発展につながる研究開発を主導する構えだ。