2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high-speed and high-capasity CO2 absorption materials of layered structure ceramics
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18K05269
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
柳瀬 郁夫 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10334153)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 二酸化炭素 / セラミックス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2050年までに温室効果ガスの排出量を実質ゼロにする目標を我が国が掲げる中、二酸化炭素を直接回収する化学物質の開発の重要性が増してきている。二酸化炭素回収技術の一つである化学吸収法は、二酸化炭素回収固定化(CCS:CO2 Capture and Storage)を推進するための技術として重要であるが、このための二酸化炭素吸収材料は、二酸化炭素を捕まえるだけでなく、低エネルギーで放出・貯留または再利用できるように吸収剤自身が再生できる性質を有することが望ましい。しかしながら、既存の無機材料は再生温度が高いという課題があり、この解決に向けて様々な研究開発が進められている。
このような背景のもとで当研究課題では、FeO6八面体からなる層状構造の隙間にNa+イオンが配列したナトリウムフェライトが水蒸気共存下で、室温において、二酸化炭素を吸収・固定化できることを見出した。しかしながら、ナトリウムフェライトは、CO2吸収後の再生温度が500℃程度と高いことが大きな課題となっていた。そこで、二酸化炭素吸収後でも層状構造を保つことを可能にする無機固体であれば、再生温度が下がると考え、多くの結晶構造が知られているマンガン酸塩に着目して液相合成し、二酸化炭素吸収特性を調査した。その結果、高湿度条件で高濃度二酸化炭素の吸収が行えること、及び反応後も層状構造を維持しており、150℃付近で再生できることを見出した。
微粒子化された本マンガン化合物は、ナトリウムフェライトと同等の二酸化炭素吸収能を有し、かつ低温再生可能な材料になり得ることを明らかにできた。
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