古河電工など、高出力ファイバレーザー技術でPFASの分解効率99.999%以上を達成

古河電気工業と流機エンジニアリングは、古河電工の「インフラレーザー®」と呼ぶ高出力ファイバレーザーを用いて、有機フッ素化合物PFASを分解する要素技術を開発したと発表した。PFASを吸着した活性炭にレーザー光を照射し、短時間で1100℃以上に加熱することで、99.999%以上の分解効率を確認した(ニュースリリース)。

PFASは、産業用途や日用品に広く使われる化学物質群。環境中で分解されにくく、長期間残留するため、土壌や地下水の汚染、人体への健康リスクが問題となっている。国内では、PFASを含む化合物が、水質基準に追加されるなどの対応が進んでいる。そこで、PFASを吸着した活性炭の適切な処理や無害化が課題となっている。

古河電工の「インフラレーザー」は、鋼材表面の錆や塗膜を非接触で除去するために活用されてきたが、今回このレーザー照射技術をPFASの分解に適用した。

試験では、レーザー照射後に固体側と気体側に残ったPFASを回収し、液体クロマトグラフィー(LC)と2段階の質量分析(MS/MS)で定量評価を行った。分析した結果、バーゼル条約の技術ガイドラインが環境上適正な分解処理の水準として示す99.999%以上の分解効率を示した。

今回の技術は、対象物に直接光を届け、光エネルギーを熱へ変換する加熱方式が特徴である。照射部分を局所的に加熱し、PFASの分解に必要な温度まで速やかに引き上げる。この局所加熱によって、準備を含めた処理時間の短縮が可能になる。また、活性炭を完全に燃焼させずにPFASを分解できる点もメリットとして挙げられている。これにより、活性炭の再生利用や、燃焼に伴う二酸化炭素排出量の削減につながる。

両社は、PFASの分解・無害化技術の高度化に向けた研究開発を進めており、従来の焼却する処理ではなく、処理現場で高効率にPFASを分解し、処理対象物の量を減らす技術の確立を目指すとしている。さらに、PFASの調査から浄化、無害化までを一貫して提供する構想も掲げている。

図1 レーザー照射エリア
図2 処理対象物へのレーザー照射時の様子
図3 PFAS分解効率の評価結果

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