つくば市の国立研究開発法人「産業技術総合研究所」が、松ヤニから黒鉛を製造することが可能であることを実験で証明した。黒鉛は先端産業に欠かせない物質だが、中国への依存度が高い。松ヤニを黒鉛の原料に代替できれば安定供給が期待できる。論文は今月、科学誌「ネイチャー・コミュニケーションズ」に掲載された。
黒鉛の用途と中国依存の現状
黒鉛は軽量で強度に優れ、半導体製造や電気自動車のリチウムイオン電池などに幅広く用いられている。ただ、独立行政法人「エネルギー・金属鉱物資源機構」によると、天然・人造黒鉛とも輸入の約9割を中国に依存している。近年は中国の輸出規制によって調達が不安定化しており、調達先や原料の多様化が急務となっている。
松ヤニ由来の黒鉛製造手法
人造黒鉛は石油や石炭由来の原料からつくられる。これまでも木炭から黒鉛をつくる試みもあったが、炭素構造が乱れ、規則的な構造をした黒鉛をつくることは難しかったという。
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研究チームは、松ヤニに含まれる規則的な構造をした「アビエチン酸」に着目し、酸素を取り除くなどして黒鉛の前段階物質をつくることに成功。実験では松ヤニ100グラムから黒鉛約8グラムをつくり出せた。
今後の可能性と課題
松ヤニ由来の黒鉛をリチウムイオン電池に使ったところ、充電や放電もできたという。経済性や性能面の課題は残るが、炭素繊維などにも活用できる可能性がある。研究チームは「様々な分野の研究者が集まって、成果を得ることができ、喜ばしい」としている。
