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二酸化炭素標的捕捉吸着剤を用いた消化ガスの吸着・精製と吸着熱の高効率回収利用

研究課題

研究課題/領域番号 17K00626
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 環境材料・リサイクル
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

松本 明彦  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90239088)

研究分担者 伊藤 博光  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00780579)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード吸着 / 真空圧力スイング吸着 / ゼオライト / 二酸化炭素 / 吸着熱 / 消化ガス / 脱着 / Toth式 / VPSA / CO2 / 分離精製 / 高純度化
研究成果の概要

二塔式真空圧力スイング吸着(VPSA)装置による二酸化炭素(CO2)の高効率な吸着分離を目指して,吸着塔(A)でのCO2吸着で発生する熱を脱着過程の吸着塔(B)の加温に利用することを試みた。特殊な熱交換器で吸着塔A,Bを連結した結果,CO2吸着時の吸着塔A内の温度は7~10K程度低下し,脱着塔B内の温度が同程度上昇した。熱交換器の導入で吸着塔Aの温度上昇が抑制された結果,CO2吸着量は1.5倍程度増加した。以上,本システムによりCO2の高効率な分離の実現が期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究での吸着剤の検討によりCO2とゼオライト表面の陽イオン間の相互作用機構に対するイオン数・種の効果が明らかになった。また,適切な熱伝導体で2つの吸着塔を熱的に連結することで,吸着に伴い発生する熱の除去と有効利用が実現した。本技術を最適化して実用化できれば,CO2除去が望まれている,製鉄,下水処理に利用できる。さらに本技術は他の気体についての効率良い吸着脱離への応用が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Water adsorption characteristics and microcalorimetric studies of MOF-5 and MOF-199 synthesized using “green” sol-gel2019

    • 著者名/発表者名
      H. Misran, S.Z. Othman, N. Mahadi, Z. Aspanut, Z. Lockman, A. Matsumoto, N. Amin
    • 雑誌名

      Acta Physica Polonica A

      巻: 135 号: 5 ページ: 1119-1122

    • DOI

      10.12693/aphyspola.135.1119

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ポリフェニレンスルフィド樹脂/熱伝導性フィラー複合材料の高熱伝導化におよびアボスフィラーの形状効果2018

    • 著者名/発表者名
      永谷,寺尾,松山,高木,高木,伊藤,松本,竹市
    • 雑誌名

      材料の科学と工学

      巻: 50 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room Temperature Synthesis and Characterizations of ZIF-8 Formation at Water-Fatty Alcohols Interface2018

    • 著者名/発表者名
      H. Misran, N. Mahadi, S.Z. Othman, Z. Lockman, N. Amin, A. Matsumoto
    • 雑誌名

      IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series

      巻: 1082 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1082/1/012046

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Correlation Between Adsorption Energy and Chromatographic Selectivity of Aromatics on Silanized Mesoporous Silica2019

    • 著者名/発表者名
      A. Matsumoto, S. Nishimura, H. Ito
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Fundamentals of Adsorption
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic Cluster Aggregation and Molecular Hopping of Water in Carbon Nano Pores2019

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Ito, Yuji Ono, Fernando Vallejos-Burgos, Ryusuke Futamura, Katsumi Kaneko, Taku Iiyama, Akihiro Matsumoto
    • 学会等名
      The 13rh International Conference on Fundamentals of Adsorption
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hopping Diffusion of CO2 in Pores of Na-FAU Type Zeolite2019

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu ITO, Ryota, OZAKI, Kango SAKASHITA, Akihiko MATSUMOTO
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Fundamentals of Adsorption
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FAU型ゼオライトへのCO2吸着における細孔内拡散と粒子表面透過の競争2019

    • 著者名/発表者名
      尾崎稜太,伊藤博光,松本明彦
    • 学会等名
      第33回日本吸着学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 粒子径に依存したZIF-8のVOCs吸着熱挙動2019

    • 著者名/発表者名
      中谷祐太,伊藤博光,松本明彦
    • 学会等名
      第33回日本吸着学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 吸着熱を利用した高効率VPSAシステムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      吉川幸佑,伊藤博光,松本明彦,清野重之,秋葉喜久男,網谷基徳
    • 学会等名
      第33回日本吸着学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アンモニア吸着ミクロカロリメトリ―によるCa-Xの酸点の特性化2019

    • 著者名/発表者名
      小熊亮弘,伊藤博光,松本明彦
    • 学会等名
      第35回ゼオライト研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of Adsorption-Desorption and Diffusion of Carbon Dioxide in Micropores of Low Silica X Zeolite by Frequency Response Method2018

    • 著者名/発表者名
      A. Matsumoto, K. Sakashita, H. Ito
    • 学会等名
      International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of Electrostatic Field Strength in Zeolite Cavities by Adsorption Microcalorimetry of Methane as Probe Molecule2018

    • 著者名/発表者名
      A. Matsumoto, S. Mizuno, H.Ito
    • 学会等名
      8th Pacific Basin Conference on Adsorption Science and Technology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Na-LSX細孔内におけるCO2分子のホッピング酢酸に対する交換性カチオンの影響2018

    • 著者名/発表者名
      尾崎,坂下,伊藤,松本
    • 学会等名
      第32回日本吸着学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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