| Project/Area Number |
22K19876
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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 64:Environmental conservation measure and related fields
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| Research Institution | Waseda University |
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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 |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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| Keywords | 地球温暖化対策 / 二酸化炭素回収 / CCS / ジエチレントリアミン / カルバミン酸 / 純液体吸収液 / 化学吸収法 / 純液体アミン / カルバメート形成 |
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| Outline of Research at the Start |
CO2の大規模回収法である化学吸収法では，混合アミン水溶液が広く用いられており，その性質上CO2を分離・回収する放散過程で高いエネルギーが必要である．そこで申請者はアミンを純液体として用いるCO2回収システムが有望であると考え，カルバメート形成が容易でCO2吸収に優れた２級アミン部位とそのプロトン受容体となる３級アミン部位を分子内に併せ持つ新たな機能性アミン分子を独自に設計した．本研究では，分子両端に３級アミン部位を有するジエチレントリアミン誘導体を合成し，これらの機能性アミンを純液体として用いる高効率な燃焼排ガス用CO2吸収・放散システムを開発する．
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| Outline of Final Research Achievements |
This study aimed to develop a highly efficient CO2 capture system using neat liquid diethylenetriamines (DETAs). Seven types of DETAs were synthesized, and their CO2 absorption/desorption performances were measured. The results demonstrated that DETAs had ~1.5 times greater CO2 absorption than the reference diethanolamine (DEA). Moreover, post-absorption CO2 release exceeded 80% efficiency, with the DETA having ethyl groups achieving 100% CO2 release. This indicates the potential for a highly efficient CO2 capture system. DFT calculations and spectral measurements revealed that DETAs form stable complexes with a 2:1 molar ratio for CO2 capture, with carbamic acid as the main product. This study showed the potential for CO2 capture technology using neat liquid amines, representing a significant advance toward carbon capture and storage (CCS) technologies. It also highlighted the importance of molecular design in improving CO2 capture efficiency.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究の成果は、純液体アミンであるジエチレントリアミン誘導体（DETAs）を用いた高効率なCO2回収システムの構築に成功した点にある。DETAsは、既存のジエタノールアミン（DEA）に比べて約1.5倍のCO2吸収性能を示し、吸収後のCO2放散率も80%以上と極めて高い。この結果は、エネルギー消費を抑えながらCO2回収効率を向上させる可能性を示しており、学術的には新たな吸収材の開発と反応機構の解明に貢献する。また、社会的には、持続可能なCO2削減技術の実現に寄与し、地球温暖化対策として重要な役割を果たすことが期待される。
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