Development of novel carbon dioxide separation membrane using nanosheets

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H01835
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 28030:Nanomaterials-related
• Research Institution: Kumamoto University (2020); National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2018-2019)
• Principal Investigator: Hatakeyama Kazuto 熊本大学, 産業ナノマテリアル研究所, 助教 (30773965)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木田 徹也 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (70363421) ; 伊田 進太郎 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (70404324) ; 伯田 幸也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, ラボチーム長 (30250707)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ナノシート / 二酸化炭素分離

Outline of Final Research Achievements

Nanosheets have been introduced into various application fields due to their extreme two-dimensional structure and specific properties. In this study, we tried to develop a carbon dioxide selective membrane via a new separation mechanism by our techniques for controlling the nanosheet property and interlayer space. As a result, we succeeded in obtaining the selectivity of carbon dioxide opposite to the molecular size. It was suggested that the gas permeation through nanosheet film is driven by a anomalous mechanism different from the common-sense one because the selectivity didn’t depend on the surface state and layer spacing of the nanosheet thin film.

Free Research Field

ナノ材料

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、ナノシートを用いた二酸化炭素分離膜の開発が進展した。ナノシートは極限に薄い「紙」であり、ナノシートから作製された分離膜は、従来の分離膜の性能を突破できる可能性を持つ。例えば本研究で得られた、分子のサイズに逆行した分離性のもその１つとみることができる。このように、本研究で得られた成果は、地球上の二酸化炭素削減に寄与し、自足可能な社会の発展に貢献できるものである。