トピックス国際宇宙ステーション/「きぼう」日本実験棟向け「次世代水再生実証システム」をJAXAより受注

小型で省エネルギー、85%以上の水再生率を実現するメンテナンスフリーな水再生システム

2015年10月、国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構(以下、JAXA)より、国際宇宙ステーション/「きぼう」日本実験棟に搭載する「次世代水再生実証システム」のフライト品の製作を受注しました。

クリタは、2011年に将来型水再生システムの検討実施に関する共同研究契約をJAXAと締結し、国際宇宙ステーション(以下、ISS)の内部で発生する水分(尿)を回収して、飲用が可能なレベルの水質まで安定的に再生処理する「水再生システム」の要素技術および処理方式などの研究を進めてきました。当社が受注を受けたフライト品は、2016年度をめどにISSに運ばれ、JAXAによる「きぼう」日本実験棟での実証試験が行われる計画です。その実証試験に当社も参加し、よりよいシステムの開発に貢献していきます。

このたびJAXAより受注した「次世代水再生実証システム」は、イオン交換、電気分解、電気透析の各ユニットからなる水処理装置と制御装置で構成されます。処理方式は、イオン交換により尿に含まれるカルシウム成分やマグネシウム成分を除去した後、当社独自の特殊電極を用いて有機物を電気分解し、 電気透析によりイオンを取り除くことで、尿を飲料水レベルの水質まで浄化します。電気分解は、高温高圧で行い、難分解性の有機物も完全に分解することが可能です。約4年にわたるJAXAとの共同研究により、ISS使用条件下での装置の安全性も検証し、装置仕様を確立しました。

本システムは、現在ISSで使用されている水再生システムと比較し、高いレベルで水を再生(再生率85%以上)でき、装置の重量・サイズは4分の1、消費電力は約2分の1を実現します。また、イオン交換樹脂の再生をシステム内で自己完結する処理方式とし、樹脂の交換が不要で、メンテナンスフリーです。

現在、ISSではアメリカ製・ロシア製の水再生システムが使用されていますが、JAXAと当社は宇宙空間において長期間・安定的に利用できる日本独自の水再生システムの実現を目指しています。「次世代水再生システム」が今後の宇宙活動推進の一翼を担うものと期待しています。

クリタでは、将来の有人探査計画での実用化も視野に入れ、産業界で培った世界有数の水の先進的技術を、宇宙という最先端の技術開発の場で追求していきます。

参考:地上実証機

(外観)
(外観)

(内部)
(内部)

次世代水再生実証システム」の仕様・特長

処理方式(システムフロー)

処理方式(システムフロー)

(各ユニットの機能)

  • イオン交換ユニット
    尿中のマグネシウム、カルシウム成分をカチオン交換樹脂によるイオン交換反応により除去し、ユニット後段における、水中の不溶解成分の付着・堆積等(スケール障害)を防止します。
  • 電気分解ユニット
    水の電気分解により生成した酸化性物質によりイオン交換処理水中の有機物を分解します。
  • 電気透析ユニット
    イオンを選択的に透過できるイオン交換膜を利用して前工程までに残存したイオンを除去し、処理水の水質基準を達成します。
    また、残存イオンを陽イオンと陰イオンにそれぞれ濃縮して、酸およびアルカリを生成し、これらをイオン交換樹脂の再生に使用します。

処理水量

1リットル/日

水再生率

85%以上

仕様

  • 水処理装置
    材質:アルミニウム  寸法: W535mm x D600mm x H480mm
  • 制御装置
    材質:アルミニウム  寸法: W120mm x D580mm x H475mm