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2018 Fiscal Year Research-status Report

地球温室効果ガス分離材料の開発と実ガス評価

Research Project

Project/Area Number 17KK0129
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

兼橋 真二  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80553015)

Project Period (FY) 2018 – 2020
Keywords二酸化炭素 / 膜分離 / 地球温暖化 / ハイブリッド / モジュール / 薄膜 / 超臨界二酸化炭素 / 低炭素社会
Outline of Annual Research Achievements

世界的に深刻な環境問題である地球温暖化に対し、その原因とされる二酸化炭素(CO2)排出量の削減が急務とされている。これに対し、CO2削減の抜本的かつ有効な対策として注目されているCO2回収貯留技術(CCS)の実証試験が現在世界中で進められている。本申請ではこのCCSにおける回収技術として大きく期待されている省エネルギーかつクリーンな経済性の高い膜分離法に着目する。このCO2分離膜材料には高いCO2透過性と分離性および実用環境での性能安定性が求められる。本研究の目的は、高分子と多孔性ナノ粒子からなる高分子ハイブリッド分離膜の実ガスを想定した分離性能試験および分離膜モジュールの試作を検討し、CO2高分子分離膜の実用化を目指すものである。具体的には、基課題である①実ガスを想定した不純物を含む混合ガスを用いた高分子分離膜のCO2分離性能および②分離膜の薄膜化と分離膜モジュールの作製および③新規な高分子分離膜の作製(超臨界二酸化炭素(Sc-CO2)による分離膜の作製)を計画している。
2018年度は2019年度の渡航前の準備実験として、基課題である実ガスを想定した不純物のひとつである酸性ガスを含む混合ガスを用いた高分子分離膜(厚膜)のCO2分離性能を評価した。またナイフキャスティング法による高分子ハイブリッド膜の薄膜形成の初期検討を行った。また新規分離膜の創製として、超臨界二酸化炭素を用いて、ポリイミド、酢酸セルロースをはじめ、高透過性高分子であるpolymer of intrinsic microporosity (PIM-1)やポリ(1-トリメチルシリル-1-プロピン)(PTMSP)などのさまざまな高分子膜の改質を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の予定では、渡航前の準備実験として、基課題である実ガスに含まれる不純物のひとつである酸性ガスを含む混合ガスを用いた高分子ハイブリッド膜の分離性能評価、薄膜形成の初期検討、新規な高分子分離膜の創製研究として、超臨界二酸化炭素を用いた高分子分離膜の改質を年度の目標と設定した。当初の予定通り順調に研究が進んでおり、予定を十分達したと考えている。引き続き、計画に従い、研究を遂行していく。

Strategy for Future Research Activity

2019年度では前年度に引き続き、分離膜モジュールで重要な分離層の薄膜形成の検討を継続して行う。薄膜形成は多孔質支持体上にナイフキャスティング法により行う。膜構成は多孔質支持体、ガター層、分離層を予定している。また新規な高分子分離膜の創製として、超臨界二酸化炭素により改質した高分子分離膜の構造解析、物性評価および気体透過性評価を行い、超臨界二酸化炭素処理による膜構造の変化と気体透過性への影響を考察する。
2019年度にメルボルン大学に渡航し、研究の進捗に関する打ち合わせおよび上記内容に関連する実験を行う。

  • Research Products

    (16 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] 高分子ハイブリッド材料の開発とCO2分離への応用2019

    • Author(s)
      兼橋真二
    • Journal Title

      ケミカルエンジニアリング

      Volume: 64 Pages: 8-16

  • [Journal Article] Polymeric membrane gas separation performance improvements through supercritical CO2 treatment2018

    • Author(s)
      Scholes Colin A.、Kanehashi Shinji
    • Journal Title

      Journal of Membrane Science

      Volume: 566 Pages: 239~248

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.memsci.2018.09.014

  • [Journal Article] The impact of toluene and xylene on the performance of cellulose triacetate membranes for natural gas sweetening2018

    • Author(s)
      Lu H.T.、Liu L.、Kanehashi S.、Scholes C.A.、Kentish S.E.
    • Journal Title

      Journal of Membrane Science

      Volume: 555 Pages: 362~368

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.memsci.2018.03.045

  • [Journal Article] Effects of industrial gas impurities on the performance of mixed matrix membranes2018

    • Author(s)
      Kanehashi Shinji、Aguiar Alita、Lu Hiep T.、Chen George Q.、E. Kentish Sandra
    • Journal Title

      Journal of Membrane Science

      Volume: 549 Pages: 686~692

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2017.10.056

  • [Journal Article] 無機-有機ハイブリッド膜による二酸化炭素の分離2018

    • Author(s)
      兼橋真二、永井一清
    • Journal Title

      J. Soc. Inorg. Mater. Jpn

      Volume: 25 Pages: 458-464

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CO2回収貯留プロセスへの適用を目指した高分子複合材料の開発2018

    • Author(s)
      兼橋真二
    • Journal Title

      配管技術

      Volume: 60 Pages: 46-50

  • [Journal Article] 地球温室効果ガス分離回収を目的とした分離材料の開発2018

    • Author(s)
      兼橋真二
    • Journal Title

      クリーンエネルギー

      Volume: 27 Pages: 19-23

  • [Journal Article] ハイブリッド高分子分離膜材料の開発と地球温室効果ガス回収への応用2018

    • Author(s)
      兼橋真二
    • Journal Title

      コンバーテック

      Volume: 46 Pages: 20-23

  • [Presentation] 高分子ハイブリッドを用いた地球温室効果ガス分離材料の開発2018

    • Author(s)
      兼橋真二, 荻野賢司, KENTISH Sandra
    • Organizer
      第27回ポリマー材料フォーラム
  • [Presentation] 高分子ハイブリッド材料による二酸化炭素の分離回収2018

    • Author(s)
      兼橋真二, 荻野賢司, KENTISH Sandra
    • Organizer
      第67回高分子討論会
  • [Presentation] ハイブリッド高分子分離膜材料による二酸化炭素分離2018

    • Author(s)
      兼橋真二, 荻野賢司, KENTISH Sandra
    • Organizer
      化学工学会第83年回
  • [Presentation] Polymer hybrids composed of polymer and porous nanoparticles for carbon dioxide separation2018

    • Author(s)
      Shinji Kanehashi, Colin Scholes, Sandra Kentish
    • Organizer
      第67回高分子年次大会
  • [Remarks] 個人ホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/site/shinjikanehashi/

  • [Remarks] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/shinji.kanehashi/

  • [Remarks] Publons

    • URL

      https://publons.com/researcher/2405239/shinji-kanehashi/

  • [Remarks] University of Melbourne

    • URL

      https://findanexpert.unimelb.edu.au/display/person587118

URL: 

Published: 2019-12-27  

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