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コスモ石油では、「総合エネルギー企業」、「環境先進企業」という目標に向かって、さまざまな研究開発を進めています。
今後も環境を意識した石油製品の開発や製造技術の高度化に取り組むとともに、将来の新しいエネルギーや環境浄化技術の開発、さらには新規事業の創出を目指し、開発技術・商品の市場展開に取り組んでいきます。
硫黄分の規制に先駆けてガソリン・軽油のサルファーフリー化を達成し、全国販売を行なっています。さらに、バイオマス燃料やGTL（Gas To Liquids）油などの環境対応型燃料の開発やHCCIエンジンに適合する燃料の研究に取り組んでいます。
石油製品の研究開発について
製油所の環境負荷の低減と製品の付加価値向上・コストダウン等を目指して、重質油水素化脱硫触媒、軽油水素化脱硫触媒、流動接触分解（FCC）触媒、異性化触媒等の研究開発に取り組んでいます。
石油精製の研究開発について
連結中期環境計画に則り、石油留分の分析技術や石油分解菌等微生物の取り扱い技術などの保有技術をベースとして、地下水・土壌浄化技術、余剰汚泥削減技術の開発等に取り組んでいます。
環境技術の研究開発について
CO2削減を目的としたクリーンでエネルギー効率の高い新エネルギーの研究開発として、燃料電池や水素ステーションで使用する水素の製造技術や天然ガス液体燃料化（GTL：Gas To Liquids）技術の開発に取り組んでいます。
総合エネルギーの研究開発について
「ペンタキープ®Ｖ」をはじめとする5-アミノレブリン酸（ALA）を利用した植物生長剤や肥料の製造・販売を行なう会社を設立して販売の技術支援を行なうとともに、工業製造技術および農業・育毛・医薬向け用途の開発に取り組んでいます。
新規分野の研究開発について
