革新的スイッチ機能ガス分離膜の創製と新規分離機構の解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K04698
• Research Institution: Meiji University
• Principal Investigator: 永井 一清 明治大学, 理工学部, 専任教授 (40350269)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 膜分離 / 水素分離 / 二酸化炭素分離 / スイッチ機能 / 自己組織化 / ATRP / CCUS / カーボンリサイクル

Outline of Annual Research Achievements

水素社会並びカーボンリサイクルに必要な二酸化炭素・利用・貯留の実現に不可欠な二酸化炭素（CO2）と水素ガス（H2）を分離精製する。本研究は、膜にスイッチ機能を付与させることを提案し、CO2とH2の両方に適応できるガス分離膜を創製する。光の偏向フィルターは偏光板を回転させることにより特定の光を透過もしくは遮断できる。これにヒントを得て、高分子鎖をスリット状に一定間隔で配列させた層を形成させ、それを２層または３層組み合わせ回転させることにより分離対象ガスに適した孔径を産み出し、CO2分離にもH2分離にも利用できるスイッチ機能を実現させる。本研究では、ポリイミドとメタクリル酸誘導体から成るABA型ブロックコポリマーのA成分のナノ自己組織化作用を利用し、高分子鎖をスリット状に配列させる。高分子膜の従来のガス分離の原理自体を変えた材料設計を行い、100：0の完全な分離を実現させる。
本研究は3年計画であり、2021年度はその1年目である。新型コロナウイルス感染症の影響を受け、2021年度は1年間通して実験を停止した。本学キャンパスへの入構規制が緩和され、入室人数と滞在時間が制限された中での研究室再開が許可された。しかしながら本研究課題は高圧ガスを用いる上に連続測定が求められるため、研究室内の安全管理面も含め、滞在時間内に実験を行うことは事実上不可能であったためである。
新型コロナウイルス感染症の収束による入構規制の緩和を期待し、2021年度は試薬等を購入して準備していたが、実験を進めることはできなかった。そのため2021年度の研究成果は無い。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

「研究実績の概要」でも述べたが、新型コロナウイルス感染症の影響を受け、2021年度は1年間通して実験を停止したためである。2022年度は、当初2021年度に計画していた実験を行い、本研究を進行させる。

Strategy for Future Research Activity

2022年度は、当初2021年度に計画していた実験を行い、本研究を進行させる。

Causes of Carryover

新型コロナウイルス感染症の影響を受け、2021年度は1年間通して実験を停止した。2022年度は、当初2021年度に計画していた実験を行い、本研究を進行させるためである。