2020 Fiscal Year Research-status Report
極薄大面積自己発熱型CO2吸収シートの作製と最適化
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18K04733
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
大石 克嘉 中央大学, 理工学部, 教授 (20276695)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 亮太 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (30548136)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | CO2吸収 / CO2分離 / CO2回収 / 自己発熱型CO2吸収コンポジット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，従来からの課題であった「自己発熱型CO2吸収コンポジットのCO2吸収量を増やすため」に，Siベース部分を大面積のSi焼結体に変えたCO2吸収コンポジットの作製を目指している。従来と異なる点は，CO2吸収コンポジットのベース部分を，Siウェファーではなく，Si粉末圧粉体を熱処理する事により作製するSiセラミックスに変える点である。
今年度において，実際の研究実施計画として，以下の工程を試みようとした。
1) 出発Siの原料にはレアメタリック社製の99.99%純度のSi粉末を用い，既存の設備であるフリッチュ製の遊星ボールミル装置(P-7型)用いて，この粉末の粒径を数百ナノメートルまで均一に粉砕した後，水系セラミックスバインダー(クラレ社製: クラレポバール)を質量％で，0.1，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0を添加した後混合する事によりSi出発原料粉末を得た後，得られた粉末を本科研費で購入した塗工機により，厚さ0.5μm～2.0μmの厚さにシート化する事を試みたが，5μm～2.0μmシートの厚さにする事は非常に困難であった。同時に，実験に多くの時間を割けなかったため，極薄のSiシートを作製する事は出来なかった。今後の感触として，0.5mm～1.0mmの厚さであれば容易に作成可能と思われる。
2) Si圧粉体を熱処理する事によりSi焼結体(セラミックス)を得る工程については，容易に良質なSi焼結体を得ることに成功した。
今後の課題は，極薄のSiのシート焼結体の製造工程の確立だと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
Si粉末から，厚さ5μm～2.0μmシートの極薄シートの作製を試みたが，この厚さにする事は非常に困難であった。最初に選んだ焼結体(セラミックス)用バインダーの選択が誤っていたと考えられる。今後の改善策があるとすれば，バインダーを水系からアクリル系に変更する案が考えられる。同時に，新型コロナの影響により実験はほとんど進まなかった点も，研究計画が遅れてしまった要因の1つと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
Si粉末からSi焼結体を得るためのセラミックスバインダーを，水系からアクリル系に変更して極薄のSi焼結体シートの作製を試みたいと考える。
同時に，Si粉末圧粉体からSiセラミックスを作製する際の熱処理条件として，1) 高気密性のアルミナ炉心管内にSi試料を置き，周りの雰囲気を純アルゴンで充満させて，かつ一定のガス流量でアルゴンガスを流動させた状態で加熱する方法，2) 前出のアルミナ炉心管内にSi圧粉体試料を置き，同時に雰囲気圧力を，1×10^(-3)Pa(パスカル)に到達させた後加熱する方法を使用して，完全に緻密化した良質Si焼結体(セラミックス)の製造を目指す。良質なSi焼結体が得られたら，それをベースにしてその表面にCO2吸収物質であるLi4SiO4を生成させて，自己発熱型CO2吸収コンポジットの製造を目指して行く予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍のため。
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Research Products
(2 results)
