二酸化炭素の分離材料と回収技術の開発

第1部 多孔質材料を用いた二酸化炭素分離プロセス

(2021年8月30日 10:30〜12:00)

　多孔質材料、特にゼオライトおよびMetal Organic Framework (MOF) の概要と二酸化炭素分離プロセスの概要を紹介する。特に、ゼオライトやMOFなどの多孔質材料を用いた二酸化炭素の吸着および膜分離技術の例について紹介しつつ、社会実装の観点から二酸化炭素分離技術の課題や将来への指針を示す。

1. 多孔質材料の紹介
   1. ゼオライト
   2. Metal Organic Frameworks
2. 二酸化炭素分離プロセスの概要
   1. 吸収法
   2. 吸着法
   3. 膜分離法
3. 多孔質材料を用いた二酸化炭素吸着分離
   1. ゼオライトを用いた二酸化炭素吸着分離
   2. アミン修飾メソポーラスシリカを用いた二酸化炭素吸着分離
4. MOFを用いた膜分離
   1. MOF膜の合成法
   2. Zr系MOF膜による二酸化炭素分離
• 質疑応答

第2部 相分離型省エネルギーCO2吸収剤の開発

(2021年8月30日 13:00〜14:30)

　CO2分離回収に関して、当研究室では相分離する吸収剤や、プロセスの改良による省エネ化を提案してきました。開発に関する技術的な面と省エネルギーに関するプロセスの計算などの実施例を紹介します。温室効果ガスCO2の燃焼排ガスからの省エネルギー回収を目的として、CO2吸収時に相分離する吸収剤および、再生時に水素を組み合わせる水素ストリッピングなどを提案してきた。 本講演では吸収液開発の取り組みのなかで構築してきた技術の紹介を行う。

1. 相分離吸収剤
2. 水素ストリッピング再生
3. 量子科学計算による相分離予測
4. CO2溶解量の迅速測定
5. FTIRによる液相CO2濃度のその場測定
6. プロセスシミュレータによる所要エネルギー試算
• 質疑応答

第3部 PCP/MOFを活用した二酸化炭素の高効率分離システム

(2021年8月30日 14:45〜16:15)

　PCP/MOFは、多孔体の1種であるが、多孔体として馴染みが深い活性炭やゼオライトなどとは全く異なる特性を発現する場合も知られている。 発見からすでに20年以上が経ち、膨大な数の興味深い特徴を有するPCP/MOFが報告されているが、論文の追試をしても、特性が再現できないことも少なくない。また新たに取り組む場合はどこから始めれば良いのか迷うことも多い。 　本講演では、PCP/MOFの研究をこれから始める方、始めたが取り扱い等基本的な部分でお困りの方を主たる対象に、合成、解析の基礎から、用途、実用化検討例等を、質疑を重視しながら概説する。

1. PCP/MOFとは (基本から応用までの概観)
   1. PCP/MOFの合成、耐久性、価格等
   2. PCP/MOFの応用可能性
   3. PCP/MOFと企業、大学
2. ガス吸着、分離への応用
   1. 基本的なガス吸着、分離特性
   2. PCP/MOFのガス吸着、分離特性と他の吸着材の比較
   3. 代表的なMOFのガス吸着、分離特性と応用例
   4. 特殊な「ゲート型吸着特性」を示すPCP/MOFの開発と応用
3. 特殊なPCP/MOF, ゲート型吸着剤を活用した二酸化炭素の高効率分離システム
   1. ゲート型吸着剤の特徴
   2. 二酸化炭素の吸着分離のメカニズム
   3. 二酸化炭素吸着時の温度上昇の抑制効果
• 質疑応答