セメント系材料へのCO₂固定量を「炭素同位体比」で正確に判定

――大気の影響を排除し化石燃料由来CO₂の固定量を定量化する新手法を開発――

環境学
2026.06.05

研究のポイント

・正確な評価指標の開発：セメント系材料が吸収したCO₂のうち、工場排ガス等の特定の供給源（化石燃料）由来のCO₂を、炭素同位体比（¹³C/¹²Cおよび¹⁴C/¹²C）を用いて識別・定量化することに成功しました。
・測定の『ものさし』を最適化：従来の標準的な計算手法では誤差が生じやすかった混合ガス環境に対して、同位体分別の影響を適切に補正する新たな計算モデルを導入し、解析結果の正確さを飛躍的に向上させました。
・脱炭素の見える化に貢献：本手法により、コンクリート製品による化石燃料由来のCO₂固定量を科学的に証明し、環境ラベルやカーボンクレジット等の信頼性を高めることが可能になります。
 
東京大学大学院工学系研究科の丸山 一平 教授、栗原 諒 助教、伊神 竜生 大学院生、名古屋大学宇宙地球環境研究所の南 雅代 教授、同大学大学院環境学研究科のアイリ アブドゥシャラム助教（研究当時、現 広島大学大学院先進理工系科学研究科 准教授）、産業技術総合研究所の高橋 浩 主任研究員らによる研究チームは、炭素同位体比（¹³C/¹²Cおよび¹⁴C/¹²C ）（注1）を指標に用いることで、セメント系材料に固定されたCO₂の由来を特定し、その量を正確に算出する評価手法を開発しました。
近年、コンクリートにCO₂を吸収させて固定するCCUS（CO₂回収・利用・貯留）技術が注目されていますが、加速炭酸化試験（注2）などのプロセスにおいて、大気中のCO₂が混入するため、特定の供給源（化石燃料由来など）からの正味の固定量を評価することが困難でした。
本研究では、放射性炭素（¹⁴C）を含まない化石燃料由来のCO₂ガスを用いて炭酸化実験を行い、安定同位体比（¹³C/¹²C）および放射性同位体である¹⁴Cと安定同位体¹²Cとの比（¹⁴C/¹²C）の挙動を詳細に解析しました。その結果、微量な大気混入を検知・定量化する実用的なフレームワークを確立し、供給源を識別した上でのCO₂固定量の算出を可能にしました。本成果は、建築材料による炭素貯留量の信頼性を保証し、脱炭素社会の実現に向けた資源循環の評価基盤を提供します。
 
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用語解説

（注1）炭素同位体比：炭素の同位体の存在比率で、¹²Cに対する¹³Cの比率、あるいは¹⁴Cの比率のこと。
（注2）加速炭酸化試験：セメント系材料の炭酸化反応を加速させる目的でCO₂濃度の高い環境にセメント系材料を設置する試験のこと。
 

論文情報

雑誌名：Cement and Concrete Research
題　名：Quantification of sequestered fossil-derived CO₂ in cementitious materials and its atmospheric contamination using carbon isotope measurements（6月2日付掲載）
著者名：Ippei Maruyama, Ryusei Igami, Ryo Kurihara, Masayo Minami, Hiroshi A. Takahashi, Abudushalamu Aili
DOI：10.1016/j.cemconres.2026.108290
URL：https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2026.108290
 

研究代表者

宇宙地球環境研究所 超学際ネットワーク形成推進室 南 雅代 教授
https://transeha.isee.nagoya-u.ac.jp/