CO2固体吸収剤の開発と性能評価

第1部 アミン揮発を抑制したCO2固体吸収剤の開発

(2024年2月6日 10:30〜12:00)

　はじめに、CO2分離回収技術の概要、技術目標に付いて解説する。CO2分離回収技術の中でも、近い将来において低コスト・省エネルギーでCO2を分離できると期待される固体吸収剤の概要、およびその吸収モデルについて解説する。更に、我々が開発している、アミンの揮発を抑制した固体吸収剤の詳細について述べるとともに、最近の研究内容についても紹介する。

1. CO2分離回収技術
   1. 背景
   2. CO2分離回収技術の研究開発動向と技術目標
2. CO2固体吸収剤
   1. 特徴と課題
   2. 開発の歴史
   3. イオン液体の混合によるアミン揮発抑制の方法と評価
   4. 吸収モデル
   5. 講師による最近の研究内容の紹介 (電場の利用)
3. 今後の展望とまとめ
   1. DACへの応用と課題
   2. プロセス評価の例と解説
   3. まとめ
• 質疑応答

第2部 安価で環境負荷の少ない粘土鉱物を用いた二酸化炭素固体吸収剤の開発

(2024年2月6日 13:00〜14:30)

　資源的に安定で安価、さらには環境負荷がない粘土鉱物を用いた二酸化炭素固体吸収材の開発を進めている。本講座では簡便な環境下で二酸化炭素を吸収・分離し、さらには繰り返し再生を達成する次世代型の二酸化炭素固体吸収材について紹介する。スチーム等を用いずに常温・常圧で高い吸収量を達成する固体吸収材、熱を用いずに二酸化炭素を分離する固体吸収材について述べる。さらに上記機能を発現させるための局所構造、材料設計の指針についても触れる。 　世界各国の二酸化炭素固体吸収材開発の取り組みについて俯瞰できる。固体への二酸化炭素吸収のメカニズムについて分子レベルで理解できる。固体からの二酸化炭素分離および再生のメカニズムについて分子レベルで理解できる。粘土鉱物あるいは無機層状化合物の構造について理解できる。粘土鉱物あるいは無機層状化合物の物性について理解できる。

1. 粘土鉱物について
   1. 局所構造と物性
   2. 放射性セシウムなどに対する吸着特性
   3. 粘土鉱物と二酸化炭素の相互作用
2. 二酸化炭素固体吸収材について
   1. 二酸化炭素吸収・分離・回収・再生のサイクル
   2. 各国の二酸化炭素固体吸収材開発の取り組み
   3. 固体吸収材に求められる性能
3. 材料設計の指針
   1. オングストロームスケールの層間
   2. ナノシートエッジとステップ
   3. 核生成,ナノ結晶化,結晶成長
   4. 水を使わない二酸化炭素吸収
   5. 熱を使わない二酸化炭素分離
• 質疑応答

第3部 大気中の直接CO2回収 (DAC) に用いる固体吸収材の評価とプロセス開発

(2024年2月6日 14:45〜16:15)

　カーボンニュートラル社会の実現に不可欠とされる大気中からのCO2直接回収 (DAC) プロセスにおいてキーマテリアルとなるのが固体吸収材です。DACプロセスの社会実装のために高性能な固体吸収材の開発と経済的なプロセスの構築が待望されています。 　本講座では、プロセス設計を目的とした固体吸収材の性能評価手法と、得られたデータから経済的なプロセスを開発するための手法や事例をご紹介します。

1. DACプロセスと固体吸収材について
   1. ネガティブエミッション技術の役割
   2. DACプロセスの概要
   3. 各種CO2回収技術の比較と固体吸収材の特長
   4. 固体吸収材の開発トレンドと技術課題
2. 固体吸収材の評価手法
   1. 熱天秤を用いた性能評価
   2. ガス吸着装置を用いた性能評価
   3. 破過試験による性能評価
   4. KRIにて開発したCO2吸着サイクル評価装置
3. 性能評価データを用いたプロセス開発
   1. プロセス開発の進め方
   2. 吸着プロセス設計の基礎
   3. DACプロセスの特性
   4. DACプロセスの経済性評価
• 質疑応答