| Project/Area Number |
22K18930
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 27:Chemical engineering and related fields
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
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| Keywords | 層状物質 / 有機－無機ハイブリッド / 吸着 / 濃縮 / バイオエタノール / 層状化合物 / 親疎水性 / 結晶構造解析 / 有機ー無機ハイブリッド |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、研究代表者が開発した有機－無機ハイブリッド型層状シリケート物質が持つ、水－エタノール混合物からエタノールのみを層間吸着するという特異な吸着能を利用し、低濃度バイオエタノールを高純度エタノールへと濃縮する新しいプロセスを開発する。層状物質の層間へのエタノール吸着挙動の追跡や濃縮前後のエタノール濃度の定量などの分析を通じて効率的なエタノール吸着・脱離条件を明らかにし、バイオエタノール濃縮効率を評価する。また、より高い性能を持つ新規材料の開発を並行して行う。この低コスト省エネルギー型濃縮プロセスの開発は、地域分散型の小規模バイオエタノール生産の実現に大きく寄与できる。
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| Outline of Final Research Achievements |
We have succeeded in synthesizing a novel organic-norganic hybrid layered aluminosilicate material KCS-27. KCS-27 shows a unique interlayer adsorption properties, and it can selectively adsorb amphiphilic molecules such as ethanol into its interlayer. KCS-27 can adsorb ethanol molecues even from dilute 3 wt% aqueous solution, and adsorbed ethenol molecules easily desorb from the interlayer at room temperature under atmospheric conditions. As KCS-27 can "extract" ethanol from dilute ethanol solution, this material is applicable to a novel low-cost condensation process for bio-ethanol.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で開発したKCS-27は両親媒的な分子のみを選択的に層間に吸着するという特異な吸着特性を示し、3 wt%という希薄なエタノール溶液からあたかも抽出するかのようにエタノールを分離・濃縮できるというこれまでに無い物性を示す材料である。このような新しい物性・性能を示す新規材料の開発の学術的な意義は大きい。
さらにこの新しい材料を利用した新しい発想のアルコール濃縮プロセスは、バイオエタノール生産をこれまでの大規模集約型から地域特有のバイオマス資源を有効活用できる地域分散型プロセスへと大きく転換することができ、経済的にも実現性の高いプロセスとすることができるという点で社会的にも意義深い。
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