부엌 쓰레기 탄화 기술 개발

中田邦位씨(전 나카타技硏 사장)과 長野縣 식품공업시험장(長野市)는 부엌 쓰레기를 탄화하는 기술을 개발했다. 쓰레기를 소각하는 것보다 탄산가스의 발생을 줄일 수 있고, 재는 토양개량재 등으로 이용이 가능. 앞으로는 소각로 메이커 등과 협력하여 실용화해 나간다. 가정에서 나오는 부엌의 쓰레기나 쥬스 찌꺼기, 차 찌꺼기 등을 벤트나이트(점토광물)이나 폐점토 등의 무기재와 섞는다. 자연건조를 한 후, 탄화로에서 400~500도 정도로 저온 소성함으로써 입상(粒狀)의 탄을 만든다. 쓰레기의 내용에 따라서 약간 변화하기는 하지만 부엌 쓰레기 70%에 대해 점토 20%, 벤트나이트 1%의 혼합이 적당하다는 실험결과가 얻어졌다. 생성된 탄은 사막 등을 녹화하기 위한 토양개량재, 시멘트와 혼합하여 토목·건설자재 등에 용도가 있으리라 보고 있다.                  

(NK)           

고순도의 형석(螢石) 채취
불산 폐액을 재자원화하는 기술 개발

불소화학 관련 대기업인 森田화학공업(大阪市, 사장 森田康夫)는 프레온의 파괴·회수 시 또는 반도체 제조 공정에서 폐액으로 나오는 불산을 고순도의 불화칼슘(형석)으로 재자원화하는 기술을 개발했다. 이 기술을 반도체 메이커 등에 공여하여 공동으로 불산 폐액의 재활용 망을 구축하는 사업에 지난 7월부터 나섰다.
독자의 결정성장기술을 활용, 불산 폐액에서 98%의 고순도 형석을 생성할 수 있게 했다. 지난 6월 堺사업소(大阪府 堺市)에 재자원화 플랜트를 설치한다. 형석의 회수능력은 연 3천 톤. 3년 후에는 능력을 동 1만 톤으로 확대하고, 30%를 자사의 불산 제조 과정에서 나오는 폐액처리에, 나머지 70%는 사외의 폐액처리로 돌릴 방침이다. 프레온 파괴업자나 반도체 메이커에 기술을 공여, 각 사가 재자원화한 형석을 인수하는 사업을 전개한다.
불산 폐액의 재활용 망을 본격적으로 구축하는 것은 森田화학이 처음. 플랜트 메이커 등도 재자원화 기술을 개발하고 있는데, 얻어지는 형석의 순도가 85~93%로 낮아 불산 원료에 대한 재활용이 어렵다. 스텔라케미파와 다이킨공업 등 불산의 대기업은 재자원화한 형석을 인수하지 않는다.
불산은 내식성, 내열성이 우수한 불소수지와 에어컨, 냉장고의 냉매로 사용되는 프레온의 원료가 되는 이외에 반도체나 액정 패널의 에칭(식각, 食刻)제로서 사용되고 있다. 자동차 재활용법의 1월 시행으로 자동차 에어컨의 냉매인 프레온 회수가 의무화되었고, 지구온난화 가스 삭감을 선진국이 의무적으로 시행하도록 한 京都의정서도 조만간 발효할 것이므로, 프레온 파괴 후의 불소 폐액도 급증할 전망이다.
한편, 불산원료가 되는 형석은 조달문제가 떠오르고 있다. 형석의 일본 내 소비량은 연간 약 24만 톤으로, 거의 100%가 중국 수입. 중국은 자원 확보와 국내 화학산업 육성을 위해 형석의 수출을 제한할 움직임을 보이고 있어 가격이 높아지고 있다.
불산 폐액은 지금까지 일본에서는 산업폐기물로서 매립하여 처리되었으나, 앞으로 재자원화는 필수가 되리라 전망된다. 森田화학은 1935년 설립된 회사로 2004년 2/4분기 매상고는 약 72억 엔.
※형석(螢石) 불화칼슘을 주성분으로 하는 광물. 가열하거나 자외선을 쏘이거나 하면 발광하는 것이 있다. 녹색, 흰색, 무색 등 다양한 종류가 있으며, 감상용 보석으로서도 사용된다.
진한 황산에 넣어 가열하면 불소수지나 냉매인 프레온의 원료가 되는 불산이 된다. 철강이나 알루미늄 정련 시의 용제, 광학렌즈의 재료에도 사용된다. 일본에서는 주로 불순물이 적은 중국산이 이용되고 있는데 멕시코나 남아프리카산도 있다.     

(일경산업)

고로(高爐) 가스발전 20% 증강
설비 갱신하여 전량 활용

神戶製鋼所는 2005년도에 주력인 加古川製鐵所에서 고로 가스의 압력을 재이용하는 발전설비의 능력을 약 20% 증강한다. 설비갱신에 약 2억 5천만 엔을 투입하여 연간 1,650만 킬로와트시(時)의 전력을 새롭게 회수한다. 에너지 절약으로 이산화탄소(CO2)배출량을 연간 1만 1600톤 삭감한다. 발전기 능력의 제약으로 배기가스의 약 13%는 이용할 수 없었으나, 갱신으로 전량을 활용할 수 있게 된다.
현재 2기 가동하고 있는 고로 가운데, 제3고로의 고로 가스의 압력을 재이용하는 ‘고로 로 정압(頂壓) 회수 터빈(TRT)’의 발전기를 정격 출력 16,800킬로와트에서 동 2만 킬로와트로 바꾼다. 1시간당의 표준상태 유량 61만 입방미터, 압력 1평방센티미터 당 2.6킬로의 고로 가스를 전량 회수하여 발전에 활용한다.
03년도 加古川製鐵所의 전력 사용량은 약 35억 4300킬로와트시. 이 가운데 8.1%에 해당하는 약 2억 8800만 킬로와트시를 2기 고로의 배기가스를 활용한 TRT에서 조달하고 있다. 신형 발전기의 도입으로 TRT에 의한 전력량은 합계 3억 400만 킬로와트시가 되어 전체의 8.5%를 공급할 수 있다.
加古川製鐵所의 조강(粗鋼) 생산량은 현재, 연간 약 600만 톤으로 거의 최대능력인 상태. 神鋼의 철강부문의 에너지원 단위는 03년도 실적이 90년도 비 마이너스 22%로 생산효율을 향상시킨 상태이지만 CO2배출량은 1680만 톤으로 3년간 약 4% 증가 하였다.
神鋼의 철강부문은 10년도의 CO2배출량으로써 1540만 톤으로 목표로 내세우고 있고, 목표달성에는 에너지 절약 대책이 한층 더 필요. 이미 회수 ·재이용하고 있으면서 미활용분이 남아있던 고로 가스의 활용은 비용 대 효과가 크다고 판단, 발전기의 갱신을 결정했다. 京都의정서의 발효를 배경으로 에너지 절약의 수준을 한 단계 높일 수 있다.          

    (일경산업)

카드뮴 흡착하는 섬유 실용화 눈앞에
저농도에서도 완전 제거

早稻田대학의 佐佐木弘 교수는 공장의 배수에 포함된 유해물질인 카드뮴을 효율적으로 제거할 수 있는 섬유를 개발했다. 저농도에서도 카드뮴만을 섬유 표면에 흡착한다는 것이 특징. 회수한 카드뮴은 전지 등에 재이용할 수 있다. 셀렌 등 다른 유해물질에도 이 방식을 응용할 수 있다고 한다. 정련회사 등에 이용을 권유하여 실용화할 계획이다.
직경 6마이크로미터, 길이 4밀리미터인 세라믹스 섬유를 두께 0.1마이크로미터의 황화철 막으로 감쌌다. 철과 유황의 결합이 약하다는 것에 주목. 카드뮴은 철보다 유황과 강하게 결합하기 때문에 철과 카드뮴이 이온교환 현상으로 교체된다. 카드뮴이 황화 카드뮴이되어 막에 흡수된다. 황화 카드뮴을 정련하면 카드뮴을 회수할 수 있다.
유리 용기 속에 새 섬유를 채우고, 배수를 흘려넣는 테스트를 실시했다. 배수의 카드뮴 농도가 1ppm으로 낮아지고, 게다가 다른 물질이 섞여도 카드뮴만을 완전히 제거할 수 있었다.
종래의 수지막을 사용한 이온교환에서는 카드뮴 이외의 물질도 막에 흡착하기 때문에 카드뮴만을 제거하기는 곤란했다. 배수에서 카드뮴을 제거하기 위해서는 필터로 여과하는 방법도 있는데, 미세한 입자를 약제로 응집할 필요가 있어 환경부담이 컸다.
새 섬유의 제조원가는 1킬로그램 당 약 100엔. 배수 파이프에 섬유를 채워 넣는 것만으로 정화할 수 있어 전용장치가 필요치 않기 때문에 원가를 대폭 줄일 수 있다고 한다. 佐佐木弘 교수는 피막을 바꾸면 같은 구조로 셀렌 등의 제거도 가능하다고 한다.
       

(일경산업)

과학화제
Audio Paper(말하는 종이) 개발
슬림형 스피커 등을 넣어 음성을 20초까지 녹음·재생할 수 있다. 일반 종이와 마찬가지로 접거나 인쇄할 수 있어 메시지 카드나 기록매체로서의 용도를 전망하고 있다.
초슬림형 음속녹음재생 종이 ‘Au
dio Paper(말하는 종이)’는 만약 종이가 말을 한다면 보다 즐겁고 편리한 미디어가 될 거야 라는 개발자의 재미있는 생각에서 탄생했다.
크리스마스카드 등에 사용되고 있는 종래품은 두께가 5밀리미터 이상이나 되며 유연성이 없다. 따라서 두께 0.75밀리미터로 보기에 일반 종이처럼 얇게 하고, 매립한 단추를 누르면 메시지를 20초 동안 녹음·재생할 수 있게 했다.
자사에서 보유하고 있는 여러 가지 기술을 조합시켜서 개발했다. 종이 내부에는 초슬림형 전지와 마이크가 달린 대음량 스피커 등이 넣어져 있다. IC카드 개발에서 기른 회로기판 기술을 응용했다. 배터리는 이스라엘 기업으로부터 페이퍼 전지의 라이선스 공여를 받았다. 회로도 전지도 부드럽기 때문에 일반 종이처럼 접거나 말거나, 인쇄해도 괜찮다. 전지는 안전한 소재로 되어 있기 때문에 발화·발열의 우려가 없다. 우편물로 그대로 우송도 할 수 있다.
눈으로는 보기 어렵지만 종이에는 특수한 레이저로 미세한 구멍을 뚫어서 소리가 잘 들리도록 가공이 되어 있다. 자사에서 개발했으면서 지금까지 별로 사용하지 않았던 기술이 말하는 종이에서 꽃을 피웠다.
기업의 다이렉트 메일이나 상점의 광고 등 비즈니스 용도뿐 아니라, 시각장애자용 각종 문서와 포스터, 공적 문서, 음성택배 팩 등 다양한 용도에 대한 전개를 검토하고 있다. 그 밖의 아이디어도 모집 중이다.
이스라엘제 전지의 응용으로는 전동으로 성분이 잘 스며드는 여성용 팩 등의 개발도 추진 중이다.  (일경산업)

113번 원소의 발견에 성공
理化學硏究所(理硏;埼玉縣 和光市)는 지금까지 확인된 원소보다 더 무거운 113번 원소의 발견에 성공했다. 세계최고의 빔 강도를 갖는 理硏선형가속기를 80일간 연속으로 가동시켜서 얻은 실험결과이다.
원소의 존재한계를 밝혀내려는 초중원소(超重元素)의 탐사는 일본을 비롯해 독일, 러시아 등이 앞을 다투고 있다. 이번에 理硏이 정확도 높은 방법으로 113번을 발견함으로써 초중원소합성 경쟁에서 세계를 리드하게 된다.
92번 원소인 우라늄까지는 자연계에서 발견되었고, 93변 원소 네프트늄 이상의 원소는 인공적으로 합성함으로써 발견되었다. 미지 원소의 합성은 목적으로 하는 원자핵의 생성확률이 극히 작다는 점에서 표적이 되는 원자핵 빔의 원자핵을 여러 번 충돌시키는 일이 필요하다고 알려져 있다. 또 생성에 가장 적합한 에너지를 적확하게 예상하는 일이 중요하다.
이번 실험에서는 표적에 원자번호 83인 비스마스, 빔에는 원저번호 30인 아연을 사용하고, 성능을 강화한 理硏의 가속기로 1초 동안에 2.5조(兆)개의 아연 빔을 80일 동안 계속 조사하여 약 100조 번의 충돌을 실시, 원자번호 113의 원자 1개를 합성할 수 있었다.
이 원자핵은 합성되자마자 연속한 4개의 알파 붕괴와 그에 이른 자발핵 분열에 의해 붕괴되었다. 이 일련의 붕괴의 수명, 붕괴 에너지 등으로 원자번호 113의 원자핵이 합성되었다는 것을 확인했다.
앞으로 복수 합성하여 재현성을 확인하는 등, 이번 데이터를 보강하면 앞으로 113번 원소의 명명권을 부여받을 가능성이 있다. 또 이번 발견은 다음의 원자번호 114의 발견을 예측할 수 있게 되었다. 이론계산에 의한 생성확률의 예측 예에 의하면 이번 113번 원소의 원자핵이 생성되는 확률보다도 114번 원소의 원자핵이 생성될 확률 쪽이 높다고 나오기도 했다. 이것은 원소의 합성에 진일보를 기대할 수 있는 성과이다.         (CJ)

반도체의 2중 나노링 제작 성공
양자계산기의 기본 소자로 사용
물질·재료연구기구는 반도체로 된 나노미터 사이즈의 이중 링의 제작에 세계 최초로 성공했다. 초병렬 계산을 실현할 양자계산기의 기본소자가 되리라 보고 있어 앞으로 기본동작을 확인한다.
양자계산기는 현재의 슈퍼컴퓨터가 10만년 걸리는 계산도 몇 분 만에 할 수 있으리라 기대되어 개발경쟁이 심해지고 있다. 소자로서는 액체 속을 떠다니는 분자와 초전도 소자도 개발되고 있는데, 반도체라면 극저온이 불필요하므로 종래 기술의 연장선상에서 실현할 가능성이 있다.
시작한 이중 나노링은 갈륨비소제. 안쪽 링의 직경은 40나노~50나노미터, 외측 링은 100나노미터, 기판에서의 높이는 4나노~5나노미터.
분자선 에피탁시라는 방법으로 만든다. 기판 위에 갈륨 액적을 형성하고, 비소 분자를 뿜으면 자연적으로 2중 링 구조의 갈륨비소 결정이 생긴다. 직경을 제어하면서 제조할 수 있다. 비소부자를 뿜는 방법이 특허기술이라고 한다.
양자계산기에 응용할 경우, 하나의 이중 나노 링이 2피토 소자가 된다. 각 링에 전자와 정공(전자가 빠지는 구멍)의 페어가 존재하는가 하지 않는가로 정보의 1과 0을 나타낸다. 전자파 조사 등에 의해 상태가 연동적으로 변화하여 고속연산할 수 있다는 것이 이론적으로 예상되고 있다.   (일경산업)

愛知엑스포에 차세대 에너지 메탄하이드레이트 전시
 三井造船은 지난 3월에 개막된 愛知엑스포에 차세대 에너지로 기대되는 메탄하이드레이트를 전시했다. 千葉사업소(千葉縣市 原市)의 실증 플랜트에서 제조한 현물(現物)을 일본가스협회의 파비리온으로 가져가, 하루에 세 번 연소시키는 데모를 했다. 미래의 에너지로서 기대되고 있어 목적한바 엑스포에서 인지도를 높였다.
메탄하이드레이트는 가스를 섭씨 마이너스 20도의 상태에서 고체로 한 물질로, 연소상태에서 ‘타는 물’로 불리며 실용화를 위한 연구가 진행되고 있다.
그 중에서도 천연가스를 사용한 천연 가스 하이드레이트(NGH)는 취급이 쉽다는 특성으로 액화천연가스(LNG)의 수요를 일부 빼앗을 전망이다.                         (일경산업)

업무용 급속냉동고 개발, 풍압진동으로 동결
맛·식감 유지
업무용 주방기기 대기업인 후지맥은 풍압으로 공기를 진동시켜서 가열처리한 식품을 동결하는 업무용 급속냉동고를 개발했다. 식품의 수분을 빼앗지 않기 때문에 풍미와 식감을 손상시키지 않고 냉동할 수 있다고 한다. 어패류, 일본과자나 면류 등 건조를 싫어하는 식품을 다루는 공장이나 레스토랑용으로 2005년도에 200대의 판매를 목표로 한다.
얼마 전 개발한 ‘배리어 프리저’는 독자구조의 팬을 채용, 고 내의 풍속을 억제하여 풍압으로 공기를 진동시키는 구조. 몇 분 만에 어름 막이 식품을 감싸서 보호하여 식품의 수분은 남겨두고 열만을 빼앗으면서 동결한다. 종래의 급속냉동고는 용량이 큰 냉풍을 식품의 표면에 직접 뿜어서 열과 수분을 빼앗아 얼리기 때문에 식품 표면이 건조되어 버리는 문제가 있었다. 식품 내부의 수분이 표면으로 이동, 품질의 열화로 이어진 것이라고 한다.
섭씨 마이너스 30도의 급속냉동과 섭씨 3도의 급속냉각기능이 딸려 있어서 세로 53센티, 가로 32.5센티의 스테인리스제 트레이가 10장 들어가는 타입의 희망소매가격이 309만 7500엔. 종래의 급속냉동고에 비해 약 40% 비싸지만 식품의 품질을 중시하는 식품공장 등에 판매한다.    (일경산업)