• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Creation of Super-high CO2 permeable separation membrane for significant reduction of CO2 emissions

Research Project

Project/Area Number 19H04305
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 64020:Environmental load reduction and remediation-related
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

Kawakami Hiroyoshi  東京都立大学, 都市環境科学研究科, 教授 (10221897)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐藤 潔  東京都立大学, 都市環境科学研究科, 准教授 (40285101)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Keywords二酸化炭素 / ナノ粒子 / CO2分離膜 / CCS / CCU / ナノファイバー / ナオンファイバー / 二酸化炭素排出量 / 二酸化炭素削減
Outline of Research at the Start

温室効果ガス削減目標を達成するには(特にCO2)、再生可能エネルギーの割合を80%程度まで高め、CO2を地中に貯留するCO2回収・貯蔵(CCS:Carbon Dioxide Capture and Storage)技術に加え、CO2を化学製品の製造等に活用するCO2回収・貯蔵・利用(CCU:Carbon Dioxide Capture, Storage and Utilization)技術の確立とその活用が不可欠である。そのためには、CCSやCCUに供する高いCO2透過性と(CO2/N2)選択性を有するCO2分離膜を開発する必要があり、その分離膜を創製する。

Outline of Final Research Achievements

Realizing the huge reduction of CO2 emitted from large-scale CO2 source such as power plant is most important technology to solve global warming problem. In this research, CO2 separation membranes and CO2 reduction catalyst were investigated. We have synthesized surface-modified non-porous nanoparticles (NP) possessing large gas permeable space and demonstrated that the CO2 permeability coefficient of the polymer membranes containing NP showed outstanding CO2 permeability (30,000 Barrer) with moderate CO2/N2 selectivity (= 15). In addition, we have succussed in preparing tandem type catalyst foe CO2 reduction.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地球の気温上昇を抑制するには、CO2回収・貯蔵(CCS)技術に加え、CO2を化学製品の製造等に活用するCO2回収・貯蔵・利用(CCU)技術の確立とその活用が不可欠である。特にCCS全コストの約70%程度を占めるCO2分離回収費を抑制するためには、高性能なCO2分離膜の開発が不可欠である。また、CO2排出量の絶対的削減を考えると、化学製品内にCO2を固定化するCCU技術、特にフィードストックカーボン(炭化水素製品)技術の開発が不可欠である。その実現には回収CO2からエチレンなどのC2生成物を合成する必要があり、C2生成物合成のためのCO2還元触媒を開発することも必須である。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 4 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Effect of Phase Separation due to Solvent Evaporation on Particle Aggregation in the Skin Layer of the Gas Separation Membrane2021

    • Author(s)
      Shiori Higashi, Masafumi Yamato, Hiroyoshi Kawakami
    • Journal Title

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      Volume: 34 Issue: 5 Pages: 449-456

    • DOI

      10.2494/photopolymer.34.449

    • NAID

      130008119636

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
    • Year and Date
      2021-06-11
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Enhancement of Dark Polymerization by Oxygen Quenching during Network Formation in Ultraviolet-Light-Induced Radical Polymerization of Multifunctional Monomers and Reactive Polymer2020

    • Author(s)
      Hiroto Mikami, Shiori Higashi, Takuya Muramoto, Manabu Tanaka, Masafumi Yamato, Hiroyoshi Kawakami
    • Journal Title

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      Volume: 33 Issue: 3 Pages: 251-259

    • DOI

      10.2494/photopolymer.33.251

    • NAID

      130007867576

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
    • Year and Date
      2020-07-01
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mixed matrix membranes comprising a polymer of intrinsic microporosity loaded with surface-modified non-porous pearl-necklace nanoparticles2020

    • Author(s)
      Yuki Kudo, Hiroto Mikami, Manabu Tanaka, Tadayuki Isaji, Kazutoshi Odaka, Masafumi Yamato, Hiroyoshi Kawakami,
    • Journal Title

      Journal of Membrane Science

      Volume: 597 Pages: 117627-117638

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2019.117627

    • Related Report
      2020 Annual Research Report 2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Superhigh CO2-Permeable Mixed Matrix Membranes Composed of a Polymer of Intrinsic Microporosity (PIM-1) and Surface-Modified Silica Nanoparticles2019

    • Author(s)
      Naoki Sakaguchi, Manabu Tanaka, Masafumi Yamato, Hiroyoshi Kawakami
    • Journal Title

      ACS Applied Polymer Materials

      Volume: 423 Issue: 9 Pages: 255-262

    • DOI

      10.1021/acsapm.9b00624

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] CCS, CCU で求められる超高CO2 透過分離 膜の開発2022

    • Author(s)
      川上浩良
    • Organizer
      水素・燃料電池材料研究会 高分子学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] CCUS で求められる革新的超高CO2 透過分 離膜の開発2022

    • Author(s)
      川上浩良
    • Organizer
      高分子同友会 第51 回総合講演会 高 分子学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] CCUS で求められる超高CO2 透過分離膜2022

    • Author(s)
      川上浩良
    • Organizer
      日 本膜学会 講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 表面修飾シリカナ ノ粒子含有非対称膜の作製と気体透過特性2021

    • Author(s)
      東しおり, 山登正文, 川上浩良
    • Organizer
      第70 回 高分子化学年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 選択性向上を目指 した PIM-1/PIM-CTCブレンド膜の作製とその気体 透過特性2021

    • Author(s)
      森田拓夢, 山登正文,川上浩良
    • Organizer
      日本膜学会第43 年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] PIM-1 と表面修飾パールネックレスナノ粒子からなる複合膜の気体透過特性2020

    • Author(s)
      山登正文,村本卓也,田中学,川上浩良
    • Organizer
      第69回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 乾湿式相転換法を用いた粒子含有高分子膜の作製と気体透過特性2020

    • Author(s)
      東しおり, 山登正文,川上浩良
    • Organizer
      日本膜学会第42年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 表面修飾ナノ粒子を含 有した高気体透過分離膜の開発とその評価2020

    • Author(s)
      山登正文,田中学,川上浩良
    • Organizer
      第69回高分子討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 表面修飾ナノ粒子を含有した高分子複合膜の気体透過特性:気体透過機構についての考察2020

    • Author(s)
      山登正文,田中学,川上浩良
    • Organizer
      化学工学会第51回秋季大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 表面修飾シリカナノ粒子及びナノファイバーを導入した三元高分子複合膜の作製2020

    • Author(s)
      今井綾乃, 山登正文, 川上浩良
    • Organizer
      膜シンポジウム2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 表面修飾パールネックレス状ナノ粒子を含有した高分子膜の気体透過特性2020

    • Author(s)
      東 しおり, 村本 卓也, 田中 学, 山登 正文, 川上 浩良
    • Organizer
      化学工学会第85年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 高気体透過特性を示す表面修飾シリカナノ粒子含有複合膜内の気体透過に関する考察2019

    • Author(s)
      山登正文,川上浩良
    • Organizer
      日本膜学会第41年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 異種表面修飾シリカナノ粒子含有高分子複合膜の気体透過特性評価2019

    • Author(s)
      今井綾乃, 三上 寛翔, 田中 学, 山登 正文, 川上 浩良
    • Organizer
      繊維学会年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Book] CO2の分離・回収・貯留の最新技術2022

    • Author(s)
      西尾 匡弘
    • Total Pages
      370
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860437718
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Book] フロンティア 機能高分子金属錯体2020

    • Author(s)
      山登正文,川上浩良
    • Total Pages
      537
    • Publisher
      三共出版
    • ISBN
      9784782707913
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi