2021 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of Super-high CO2 permeable separation membrane for significant reduction of CO2 emissions
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19H04305
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
川上 浩良 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 教授 (10221897)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 潔 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 准教授 (40285101)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 二酸化炭素 / ナノ粒子 / CO2分離膜 / CCS / CCU / ナオンファイバー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
持続可能な社会の構築には、経済性に加え環境保全との両立が求められている。特にCO2排出量の絶対的削減を考えると、エネルギーからのCO2排出削減とCO2の効率的な還元反応(⇒ 資源化)が重要である。その実現（エチレンとプロピレン合成）には先ずCO2を安価に回収する技術を確立する必要があり、超高CO2透過分離膜の開発が不可欠である。
本年度は、本研究で最も重要である超高CO2透過分離膜の開発に取り組み、最終的にほぼ目標値を達成することに成功した。(1) CO2透過係数は30,000 (Barrer)以上で (2) (CO2/N2)選択性 > 10 目標達成に寄与した要因は、ナノ粒子を高濃度で高分子膜内に導入できた結果である。加えて膜の形状は均一で膜の強度も保つなど極めてタフな膜の形成に至った。
また、CO2の還元にも取り組み、フェニル基のo位にヒドロキシ基を持つFeポルフィリン（Fe(o-OH)TPP）とCuナノ結晶を組み合わせた Fe(o-OH)TPP/Cuタンデム触媒を開発した。Fe(o-OH)TPPは、FeTPPと比較して優れたCO生成能を示すため、Cu表面上のCOの局所濃度および被覆率をさらに増加させ、C2生成物選択性の改善が認められた。金属ナノ結晶は、ファセット制御が比較的容易であり、ファセットが反応に及ぼす影響を検討するのに適している。本タンデム触媒には、Cu(100)面に囲まれたCuナノキューブ（Cucub）、Cu(111)面に囲まれたCuナノオクタヘドロン（Cuoh）およびバルクCu電極（Cubulk）の3種類を使用し、タンデム触媒作用におけるCO2還元生成物のファセット依存性が確認できた。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
