Synergistic utilization of mixed ionic liquids and supercritical fluid chromatography in CO2 fixation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K14526
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 27010:Transport phenomena and unit operations-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Hiraga Yuya 東北大学, 工学研究科, 助教 (70757814)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: イオン液体 / 二酸化炭素固定 / カーボネート / 超臨界流体クロマトグラフィー

Outline of Final Research Achievements

This study aims to develop a new process to synthesize cyclic carbonates from CO2 and epoxides by applying a supercritical fluid chromatography system, which is originally an analytical system. Styrene carbonate was synthesized by introducing styrene oxide as the starting material. It passed a stationary phase column containing an ionic liquid and a catalyst using supercritical CO2 as the mobile phase. The synthesis was successfully achieved within approximately one hour. The temperature, pressure, and thickness of the stationary phase ionic liquid dependence for the conversion rate were confirmed.

Free Research Field

化学工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、CCS(Carbon Capture and Utilization)技術の1つである二酸化炭素固定において、超臨界流体クロマトグラフィーという既存の分析機器・技術を応用することで、より簡便にそのスクリーニング（最適条件探索）を行おうとする試みである。既存設備の応用であるためシステムは単純であり、流通装置であるために反応・分離は迅速に行えるというメリットがある。これをさらに発展的に利用することで、大規模生産にも繋げられると考えられる。