為實現碳中和(Carbon Neutral)的目標,日本三井化學計畫在2030年前完成環境基盤技術的創建,並已在九州大學內設立了「三井化學碳中和研究中心(MCI-CRNC)」,著手推動前瞻技術的開發。目前已設定包括利用水或水蒸氣的電解等進行綠氫製造、工廠排放二氧化碳來源之甲醇製造或衍生化學品開發等各類研究主題。三井化學亦預計在10年內達到技術成熟度(Technology Readiness Level;TRL)等級3(概念實證)的階段,以進一步於2030年後展開實證實驗。
三井化學於2021年11月在九州大學的碳中和能源國際研究所(I²CNER)設立了MCI-CRNC。I²CNER為日本文部科學省轄下「世界頂尖研究據點計畫」在2010年所設立的研究機構,在光能轉換分子元件、氫適合性材料、電化學能轉換等領域擁有豐富的高效生產綠氫技術。此外,將製程中排出之二氧化碳予以分離、儲留亦為其技術強項。
MCI-CRNC計畫至2031年3月為止的10年間將展開4大主題的研究開發,包括①綠氫的製造、利用;②二氧化碳分離、回收;③二氧化碳轉換、固定化;④高度分析、評估。三井化學也預計每年投入2億日圓的研究開發費用。其中I²CNER將在其擅長的綠氫領域推動製造、儲藏、利用等相關關鍵技術的開發,例如以電力、光能、低溫熱能等進行水或水蒸氣的電解,以取得氫氣與氧氣之製程的開發。
在二氧化碳轉換、固定化方面,三井化學與I²CNER皆擁有豐富的技術知識,例如三井化學在2000年代已利用工廠排氣中的二氧化碳為原料,成功地實現了世界首次的甲醇製造。此次則力求大幅度的技術改良,並進一步推動甲醇衍生物的製造開發。
另一方面,I²CNER已解明了觸媒表面上二氧化碳氫化作用的反應機制,今後將加速建置從蟻酸鹽(HCOO)至Dioxymethylene(H2COO氫化過程的觸媒或反應系統,並致力於透過二氧化碳氫化之甲醇合成的低溫化,加速提升轉換效率。
而在高度分析、評估研究主題方面,將由經濟學專業的研究人員進行數值化統計處理,將各部門推動之研究開發主題對於脫碳能源社會的影響進行評估,且將增加生命週期的觀點予以評估分析。
此次三井化學與九州大學產學合作的另一項特徵在於導入「交叉契約制度(Cross Appointment)」,研究人員等可在一定的工作內容比例管理之下,來回雙邊機構從事研究、開發及教育工作。