SepPureのナノフィルターは、産業分離プロセスのエネルギーコストを大幅に削減します。

SepPureのナノフィルターは、産業分離プロセスのエネルギーコストを大幅に削減します。

企業に対してガスや石油への依存を減らすよう圧力が高まる中、産業規模でさえ確立されたプロセスが疑問視され、テクノロジーが参入するチャンスが生まれている。SepPureは、複雑なガスベースの油蒸留を、ナノメートルスケールで設計された膜に置き換えることを目指しており、そのアプローチは新たな資金調達ラウンドで1,200万ドルを集めた。

あらゆる種類のオイルは、種子、繊維、その他の有機物といった原料から抽出・精製する必要があります。もちろん、オリーブを潰せば大量のオイルを取り出すことはできますが、全てを取り出すことは到底できません。そのためには、果肉をアセトンやヘキサンなどの大量の溶剤に浸し、残りのオイルを抽出します。そして、得られた混合物を、通常は天然ガスや石油を用いて加熱することで、溶剤とオイルを分離します。

この燃料を大量に消費するプロセスは、必要な高温により熱源として太陽光や風力を使用できないこともあり、数十年にわたって続いてきました。

浄水分野において、長年蒸留プロセスを用いて水と汚染物質を分離してきたこの分野に、代替となる可能性のあるものが数年前から登場しました。膜は、特定の物質を通過させ、他の物質を遮断するように設計することが可能です。例えば、水分子は通過させるものの、大きな有機分子は通過させないといった具合です。このアプローチは、より安価でシンプル、そしてエネルギー消費量も少ないため(ラベルに「逆浸透」と記載されているか確認してみてください)、水道業界で急速に普及しつつあります。

SepPureの創業者兼CEOであるモハマド・ファラハニ氏は、気候変動とガス価格(そしてコスト削減)の圧力により、他社も膜技術に注目するようになったと説明した。例えば、DiviGasは水素と二酸化炭素を分離する膜を開発し、Membrionは水から重金属を除去する膜を開発した。しかし、水は有用な油やその他の分子の多くの化学前駆体とは異なり、特に有害な物質ではない。

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「水に関する優れたソリューションが生まれるまでには長い時間がかかり、膜を製造する企業は基本的にすべて水に特化していました」とファラハニ氏は述べた。「耐薬品性膜の研究が始まったのは、おそらくわずか10年前のことです。私たちは、40年前に水膜が導入された時と同じ状況にあると考えています。つまり、基本的にあらゆる場所で導入され始めるということです。」

SepPureナノフィルターチューブの断面をコンピューターが表示している。画像提供: SepPure

SepPureは、中空糸ナノフィルターと呼ばれる製品を製造しています。これはまさにその名の通り、ナノメートルスケールで表面加工された中空のポリマー繊維で、特定の分子だけを通過させます。このフィルターを複数束ねてチューブに入れ、液体をチューブに通してろ過します。この膜は2つの物質を100%分離するわけではありませんが、蒸留工程の規模を大幅に縮小します。このコンセプト自体は新しいものではなく、実際には膜業界全体で使用されていますが、SepPureが他社製品と異なるのは、その耐久性とコンパクトさです。

「強い溶媒はポリマーを容易に溶かしてしまいます。溶媒を使ってポリマー膜を作る必要がありますが、その膜は溶媒に耐えなければなりません。これは非常に難しい課題で、そこに到達するまでに多くの研究が行われました」とファラハニ氏は述べた。「私たちが成し遂げた素晴らしい点は、強力な化学物質、高温、高圧に耐える繊維を開発したことです。」

水とガスはこれらの分野ではそれほど要求が厳しくないため、これまで多くの注目を集めてきましたが、今では溶剤から油を分離したり、同様に難しい混合物から他の有用な分子を分離したりできる技術が存在します。これは、旧来の膜分離プロセスの脆弱性のために依然として蒸留を使用しているあらゆる産業に応用可能であり、そのような産業は数多く存在します。分離プロセスは、世界のエネルギー使用量と排出量のかなりの部分を占めています。

SepPureには、ドイツのEvonik社という競合企業があり、同社も同様の製品を製造しています。しかしファラハニ氏によると、この初期バージョンの技術は製薬業界のような高利益率の製品には適しているものの、食用油生産のような大量生産で低利益率のプロセスには時間がかかり、処理も大きすぎるとのことです。

研究室では中空糸ナノチューブが作られ、最終フィルターの小型版が展示されている。画像提供: SepPure

フィルターは通常、直径4インチ(約10cm)、長さ40インチ(約102cm)のパイプという標準的なサイズで販売されています。SepPure社は、このスペースに5倍の膜を設置できるため、効率向上とコスト削減が可能だと主張しています。つまり、同じ数のパイプで5倍の量の物質をろ過できる、あるいははるかに少ないスペースで同じ量の物質をろ過できるということです。しかも、これは圧力上昇やその他の複合的な要因を考慮していない数値です。

ファラハニ氏は、これらの利点と燃料による暖房の削減により、例えば年間10万トンの石油生産コストを約750万ドルから約250万ドルに削減できると見積もっています。また、数年使用して使い果たしたフィルター繊維は、難燃性繊維の製造に再利用できるそうです。

1,200万ドルのシリーズAラウンドはSOSVが主導し、Anji Microelectronics、Real Tech Fund、Seeds Capital、EPS Venturesなどが参加しました。同社は2019年に250万ドルを調達しています。

この資金はシンガポールにおける初のフィルター生産施設の建設完了に使用される予定だ。

「お客様の拠点に当社の技術ソリューションを導入し始めるとすぐに、最大容量に達するでしょう。モジュールの需要増加を見据え、当社のチームはすでに拡張計画に取り組んでいます」とファラハニ氏は述べています。