MOF/PCPを利用したCO2の分離・回収技術

第1部 ガス分離用MOFベース膜の進展とCO2分離に関する課題

(2024年6月3日 10:00〜11:30)

　次世代の多孔性材料として注目されている金属有機構造体 (Metal – Organic Framework:MOF) について、合成・評価方法の基礎から、ガス分離の応用までを解説します。また、MOFの形態制御の一つとして薄膜化技術を取り上げ、膜分離法によるCO2分離回収への応用に関する国内外の開発状況を概観します。

1. MOF概要
   1. MOFの特徴 (長所と短所)
   2. MOFと既存多孔質材料との違い
   3. MOFのコスト
   4. MOFの安定性
2. MOFの合成方法と吸着特性
   1. 基本的な設計指針と合成方法の課題
   2. 様々な合成方法
   3. MOFの構造柔軟性と吸着性能
3. MOFベース分離膜
   1. 膜分離に関する定義と測定手法
   2. 膜透過機構
   3. MOF製膜の留意点と様々な製膜方法
   4. MOFベース膜のCO2分離性能と課題
4. まとめ (実用化への課題と展望)
• 質疑応答

第2部 二酸化炭素分離へ向けた柔らかい金属有機構造体MOFの開発

(2024年6月3日 12:10〜13:40)

1. MOFとは?
2. 柔らかいMOF
3. 柔らかいMOFを用いた二酸化炭素分離
4. ガラスMOFと二酸化炭素分離への応用
• 質疑応答

第3部 MOF/PCPを利用した省エネCO2分離・回収プロセス

(2024年6月3日 13:50〜15:20)

　「大規模酸素分離は深冷分離法一択」とは異なり、CO2分離は、排出源 (CO2濃度、温度、排出量) 、分離CO2の質 (純度他) により、様々な分離法が想定され、何が優れているかが非常にわかりにくい。さらに新規固体分離剤であるMOF/PCPは、いまだに認知度が高くないことに加え、既存固体分離剤とは全く異なる原理でCO2を分離する物もあり、CO2分離材としての評価は非常に難しい。本講座では、MOF/PCPを利用したCO2分離の基礎から、最新のトピックスまでを網羅し、MOF/PCPの優位性を紹介する。

1. MOF/PCPによる吸着、分離の基礎
   1. MOF/PCPによる吸着、分離
   2. 多量吸着の設計
   3. 選択性の設計
2. 実用的なCO2分離の課題
   1. 不純物の影響
   2. CO2回収のコスト
   3. MOF/PCPのコスト
3. MOF/PCPによるCO2分離の具体例
   1. Direct Air Captureへの応用
   2. 「耐水型」MOF/PCPの利用
   3. アミノ基修飾MOF/PCPの利用
   4. 「ゲート型」MOF/PCPの利用
   5. MOF/PCPによるCO2分離の企業、プロジェクト
• 質疑応答

第4部 MOFを基盤とした省エネルギーCO2回収システム

(2024年6月3日 15:30〜17:00)

1. エネルギー資源の変遷におけるMOFの重要性
2. 自己集積型ナノポーラス材料・MOF
3. 高機能ナノポーラス材料の開発を目的とした最先端物性測定技術
   1. 放射光を用いたMOFおよび吸着ガス分子の可視化技術
   2. 高機能MOF材料の設計
4. MOF実用化への道
   1. MOFを活用した新しいガス輸送インフラ
   2. MOFを利用した工場排気・大気中のCO2直接回収装置と新しい商品
• 質疑応答