金属－有機構造体ガラスを用いたメタン／窒素分離膜の開発

• Project/Area Number: 24KK0112
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (International Collaborative Research)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 34:Inorganic/coordination chemistry, analytical chemistry, and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 堀毛 悟史 京都大学, 理学研究科, 教授 (70552652)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鄭 キン 北海道大学, 地球環境科学研究院, 特任助教 (10908718) ; 野呂 真一郎 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (70373347)
• Project Period (FY): 2024-09-09 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥20,930,000 (Direct Cost: ¥16,100,000、Indirect Cost: ¥4,830,000); Fiscal Year 2027: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2026: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2025: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2024: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
• Keywords: ガス分離膜 / ガラス / 金属－有機構造体

Outline of Research at the Start

天然ガスは世界のエネルギー供給の4分の1を占め、その需要は増加傾向にある。しかし、天然ガス層には窒素や二酸化炭素が多く含まれており、精製技術の課題となっている。特に「低品位層」からのメタン分離には効率的な技術が必要だが、現状では深冷分離法しか実用化されていない。この背景から、メタン／窒素を見分ける新しい膜の物質開拓が求められている。本研究では金属-有機構造体（MOF）ガラスを用いた分離膜を作る。MOFガラスは多孔性構造と内部構造の運動性を併せ持ち、従来の多孔性無機膜と有機高分子の特性を同時に発現できる。この特性を制御することで、これまで困難だったメタン／窒素の高速分離膜の実現を目指す。