东京大学研究生院工学系研究科的丸山一平教授、株式会社RiGaKu的则武弘一郎工程师、细井宜伸团队经理、太平洋咨询株式会社的高桥晴香副组长等人组成的研究团队，开发出了一种可以简易评估使用混凝土等水泥系材料的原材料中CO₂固定量的装置。作为一项实现碳中和的重要技术，将CO₂封存于混凝土的做法已开始在多个领域得到应用，但是固定量的测定过程既繁琐又耗时。此次新装置的开发，有望促进碳税和排放权交易等政策的切实执行。相关研究已发表在期刊《Journal of Advanced Concrete Technology》上。
既往方法和新方法在工序上得差异（供图：东京大学）
目前，全球每年生产水泥45亿吨（截至2015年），每生产1吨水泥便会排放约800千克的CO₂。这其中50%的CO₂来自分解碳酸钙以获取钙，其余则来自运输和煅烧使用的燃料。据估计，迄今为止人类活动产生的CO₂排放量中，5%～8%来自水泥生产。
作为减少CO₂排放量的措施之一，将碳酸钙掺入混凝土中，通过反应使CO₂析出并长期使用的方法被认为是有效的，并且作为一种抵消CO₂排放的手段，正在受到评估和研究。
混凝土由粗骨料、细骨料、水泥、水和混合材料组成，是一种用到各种不同尺寸材料的复合材料。在建筑领域，鉴于混凝土组成材料的粗骨料的大小在20毫米左右，建筑物通常使用直径100毫米、高200毫米标准试件。在测量其中固定的CO₂量时，需要在不与空气发生反应的情况下将试件完全粉碎，并且使其质地均匀，这需要经过复杂且耗时的工序。
为此，研究团队为了开发一种能够从根本上解决这一问题的装置，由东京大学负责装置的构想和需求制定，株式会社RiGaKu负责装置的实际开发，东京大学和太平洋咨询株式会社负责装置的验证。
此次开发的装置在不粉碎混凝土标准试件的情况下，可以直接设置和加热，并通过测定加热产生的气体中的CO₂浓度，测定试件中含有的CO₂量。该装置的测量结果与根据混凝土混合时的材料构成比例以及各组成材料中的CO₂量计算得到的理论值十分吻合。
具体做法如下，研究人员将混凝土试件分为16个样品组，对运用既往方法粉碎后的测量结果、制备时根据组成材料计算求出的理论值、此次实验装置测定的结果三者进行比较，结果发现既往方法的偏差较大，而此次的实验装置的结果更接近理论值。这表明，此次开发的装置不仅能够针对试件中均匀分散的CO₂，还能在试件中固定量有偏差的情况下，高效、高精度地测定出试件中的CO₂固定量。
今后，将在确认对混凝土样品的适用性及可测量范围的基础上，投入市场应用，为建立健全的混凝土领域的合理排放交易制度等做出贡献。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Journal of Advanced Concrete Technology
论文：Development of a large-scale thermogravimetry and gas analyzer for determining carbon in concrete
DOI：10.3151/jact.22.383
