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～循環型非枯渇資源によるカーボン生産
PLASMAN システム（プラズマン急速熱分解技術)

ものづくりは、材料の調達と加工技術です。
必要なものは知恵と付加価値労働力。
～本技術は、循環型社会、低炭素社会、地球温暖化対策に貢献するもの

ものづくりは、材料の調達と加工技術です。必要なものは知恵と付加価値労働力です。これで社会は遍在しない潤いに満たされます。 このものづくりに用途開発が繋がり、用途開発は、需要でもあるわけで、おのずから経済効果をもたらします。

現在の経済環境は、生活向上を理念において開発された工業技術により産業革命が進められましたので、地球環境、エネルギーコストに視点がなく ハビタブルゾーン（生物が生きていくことができる領域）の地球生物の近未来を破壊へ向かわせている有様です。警鐘をならせ金儲けに明け暮れず、自然+人知の地球の姿を作り上げる時に至っています。

■人の叡知が必要
この一連の流れのどの部分にも人の叡知が必要です。その人知を結集するには産学官の協調のもとで事業化、研究裏付け、地域行政展開などの取り組みが必要です。

環境技術見直しの中で、これからの社会には重要な役割を果たすと考えています。 必要とする材料を地域社会の農林産業から調達、高機能材料を生成し、育成した加工技術で用途需要に応え、消費社会を支える構図は、まさしく循環型社会であり大きな経済効果の循環をもたらすことができます。 同時にその姿は、低炭素社会であると言えます。地球温暖化対策に大きく貢献できると考えます。

■地域分散型の循環経済
新技術開発における叡知が付加価値を生みだし、その取り組みの努力が大きいほど高付加価値性が高まり、マクロ経済効果も伴います。 更に、この効果を付加価値の生み出しにくい材料分野の労働力に還元することで、グローバルな経済が地域に密着して、地域分散型の循環経済に置き換わります。

プラズマン急速熱分解技術は、光合成で得られるバイオマスから、先ずセルロースを分離、繊維に活用し(製紙会社)、その残渣分リグニンからナフサ成分を低温で分離回収して燃料系,化学物質として利用、 最終的にバイオマスの30～50%残留するカーボン分子を低温度で高機能カーボン材に生成する技術で、すべての植物の100%を活用できる高付加価値技術の要です。 この付加価値の高機能カーボン生成技術は、IT産業、自動車産業、炭素繊維など主たる材料に使用できます。

■開発の背景
本事業に使用されるカーボン化熱分解技術は、リグニンやもみ殻そして各種植物系原料からのカーボン生成技術がすでに確立しているものです。 その実績をもとに、この技術を利用してもみ殻からカーボンを生成する実証検討を下記のような体制で行ない、もみ殻、木材のカーボン化の可能性の確認を行いました。

その体制は、もみ殻、木材からの熱分解カーボン生成及び生成カーボンの粉砕、整粒、微細化に関する特許技術を持つエスエス・アロイ（株）を中心に、 東広島市産業部産業振興課がコーディネート役となり、広島大学（先端技術物質研究センター）、近畿大学工学部、東広島農業協同組合、西武工業技術センター及び民間企業の産学官共同の役割分担で、本開発研究を行いました。

■開発目標
米づくりで発生するもみ殻や森林からの間伐材の有効利用により農山間地の農林業の付加価値化を図ります。 本技術を用いて、付加価値の高いもみ殻、木材からの高機能材料としてのバイオカーボン製造の企業化を行います。

有機カーボン製造拠点をもみ殻集積地、間伐材集積地近くに建設し、そのほかの関連技術の活用を最大限にはかり、採算性の向上を図ります。

工業用電池、リチウム二次電池等の電極材材料やその他の既存カーボン材料等の開発でトップワンを目指します。

もみ殻、間伐材以外の各種植物のカーボン化及び炭素繊維製造についての応用展望も視野に入れています。

■ビジネス化
もみ殻、間伐材を原料とするカーボン生成に関する事業化の技術的基礎資料や関連機器の種類も揃い、いつでもビジネスプランの作成ができる状態となっています。

もみ殻特有の含有Ｓｉの処理についても、事前生成、カーボン化後精製、またはそのまま適用製品開発するかは、今後の開発進展に合わせます。 さらなる研究により、パワー半導体の原料となるＳｉＣ（炭化ケイ素）の開発も視野に入れることもできます。

顧客の要望により設備の構成を設計し、有機カーボンブラック、グラファイト、活性炭、焼結品等々の製品製造が可能です。

また、複製品としてディーゼルオイルに近い性状のウッドオイルの製造も可能である。

本技術は、これまでの石油由来のカーボンではなく、もみ殻や間伐材のチップを原料としているので、大きな価格変動もなく、 安定した国産の原料を使用できます。 そして農林業の工業化といった新たな産業の創出が可能となります。

■プラズマン急速熱分解技術は、光合成で得られるバイオマスから、先ずセルロースを分離、繊維に活用し(製紙会社)、 その残渣分リグニンからナフサ成分を低温で分離回収して燃料系、化学物質として利用、最終的にバイオマスの30～50%残留するカーボン分子を低温度で高機能カーボン材に生成する技術で、 すべての植物の100%を活用できる高付加価値技術の要です。この付加価値の高機能カーボン生成技術は、IT産業、自動車産業、炭素繊維など主たる材料に使用できます。 放電焼結装置の電源技術を応用した斬新的新技術で、特許技術として裏付けられ、PST国際特許に優先受託されました。

■石油・石炭などを原料技術にしている従来技術品ではなし得ない地球温暖化の不安要因からの脱皮を可能にします。 世界規模では、京都議定書1916・11月フランス議定書に基づく地球温暖化対策に対して、 日本が大量に消費している洗剤に使用しているパーム椰子カスのバイオマスカーボン化による高付加価値技術で発展途上国への技術供与にも寄与できます。

本技術は、エス・エス・アロイ（株）の特許技術であり、下記のような特徴があります。すなわち、もみ殻を原料とし、プラズマ発生装置(PLASMAN)による急速熱分解にてもみ殻をカーボン化するものです。

この技術は、石油由来のカーボン製造炉の場合と比較し、低温度で生成でき、温度コントロールも容易であり、カーボン品質の均質化が可能です。

■低温熱分解
高周波によるマイクロ波・赤外線自己発熱により、550℃低温分解でカーボン化する
：競合する技術は1800℃～2800℃・・・・・・（生産コストは1/16）

■高品質
賦活性雰囲気で自由落下状態で急速熱分解するため、高品質なカーボンが得られる
：競合技術は雰囲気制御環境でない欠点がある

■設置面積
縦型装置で設置面積が少ないので、敷地の有効利用ができる。
：競合する装置は大きな設置面積が必要となる

本技術と石油由来のカーボン製造炉の場合と比較した場合について、その違いを以下に示します。

1.安価である。精製工程においてのエネルギー使用量が小さく、カーボン化コストが小さい。～約1/16

2.石油由来の場合：800℃～1800℃そして黒鉛化温度は3000℃（高温度）

3.もみ殻カーボンの熱分解の場合：500～600℃そして黒鉛化温度は1200℃～1800℃（低温度）

4.原料の入手の容易性とその安価なコスト（もみ殻購入単価は現状5円/Kg～12円/kg程度）であり、圧倒的に石原料より安い。
5.低炭素社会構築に貢献できる循環型技術であり、設置面積も小さいので地域分散型の設備で合う。

6.カーボン製品の性状は、機器の配列または増加により、柔軟にその対応が可能であり、カーボン製造炉方式に比べ投資コストも低い。

7.市場要望に応じた粒度特性への柔軟な対応ができる。

■環境にやさしい生産設備であり、かつ少ない敷地に立地可能な設備であることから、原料生産地（米、森林等）に近い場所に建設可能です。

■付加価値の高い製品を製造でき、採算性の良い設備であり、その原料となるもみ殻、間伐材、木材チップの購入価格に対して、柔軟性が出てきます。

■製造設備が、もみ殻集積の近くに建設され、また操業も容易であり、近隣の人たちの雇用に貢献できます。これにより、 農産業にも活力が出てくるばかりでなく、ハイテク製品の工場なので、若者の回帰が期待できます。

～システムの拡がり
将来的には、さらに付加価値の高い製品の製造も可能であり、全世界的に見ても、無尽蔵の森林、もみ殻生産量が2億トンもあることを考えると、今後も期待される技術であり、世界に波及するものと考えられます。