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層状構造セラミックスによる高速・高容量二酸化炭素吸着材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K05269
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
研究機関埼玉大学

研究代表者

柳瀬 郁夫  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10334153)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード二酸化炭素 / セラミックス / 炭素材料 / 水蒸気 / 層状化合物
研究成果の概要

2050年までに温室効果ガスの排出量を実質ゼロにする目標を我が国が掲げる中、空気中の低濃度CO2を室温において直接回収する(Direct air capture, DAC)材料開発の重要性が増している。しかしながら、有機系アミン液体類とは対照的に、無機固体による低温回収は固相-気相反応のためにCO2吸収効率が低く、適切な材料は見出されていない。研究代表者は、このような背景のもと、アミン類と比べて安全で化学的に安定な無機固体のナトリウムフェライトNaFeO2が水蒸気存在下、空気中のCO2を室温で高速吸収できること及びその特性が結晶構造と関連することを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

安全・安価かつ低容積化が可能な無機固体に室温~100℃程度の低温で二酸化炭素を吸着する性能を付与できれば、様々な屋内での二酸化炭素濃度を制御できる無機固体材料として、病院、工場、居住空間を始めとして様々な分野での応用が期待される。
また、一般的に固体と気体の反応速度は遅いことが知られているが、得られた研究成果は、無機固体が二酸化炭素を高速で吸収するために必要な要素を提案した点において学術的意義がある。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Novel application of Tb-substituted layered double hydroxides to capturing and photoluminescence detecting CO2 gas at ambient temperature2021

    • 著者名/発表者名
      Yanase Ikuo、Hayashizaki Kouhei、Kakiage Masaki、Takeda Hiroaki
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry Communications

      巻: 125 ページ: 108394-108394

    • DOI

      10.1016/j.inoche.2020.108394

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescence changes of Tb-substituted layered double hydroxides caused by capturing carbonate ions in water2019

    • 著者名/発表者名
      Yanase Ikuo、Horiuchi Yuta、Kobayashi Hidehiko
    • 雑誌名

      Materials Research Bulletin

      巻: 110 ページ: 207-213

    • DOI

      10.1016/j.materresbull.2018.10.021

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CO2 capture and release of Na0.7MnO2.05 under water vapor at 25?150?°C2019

    • 著者名/発表者名
      Yanase Ikuo、Takano Takuya
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry Communications

      巻: 104 ページ: 212-218

    • DOI

      10.1016/j.inoche.2019.01.029

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CO2 capture from ambient air by β-NaFeO2 in the presence of water vapor at 25-100 ℃2019

    • 著者名/発表者名
      I. Yanase, S. Onozawa, Y. Ohashi, T. Takeuchi
    • 雑誌名

      Powder Technology

      巻: 348 ページ: 43-50

    • DOI

      10.1016/j.powtec.2019.02.028

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CO2 absorption properties of lithium sodium orthosilicate in the presence of water vapor at room temperature2019

    • 著者名/発表者名
      I. Yanase, K. Sato, Y. Midorikawa, H. Kobayashi, T. Doe, T. Naka
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 238 ページ: 93-97

    • DOI

      10.1016/j.cej.2018.09.005

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescence of Zn5(CO3)2(OH)6 nanoparticles synthesized by utilizing CO2 and ZnO water slurry2019

    • 著者名/発表者名
      I. Yanase, S. Konno
    • 雑誌名

      Journal of Luminescence

      巻: 213 ページ: 326-333

    • DOI

      10.1016/j.jlumin.2019.05.030

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 層状ナトリウム化合物による大気中からのCO2 吸収2020

    • 著者名/発表者名
      岡田鉄平, 柳瀬郁夫, 武田博明
    • 学会等名
      第36回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Tb置換型層状複水酸化物の発光特性を用いたCO2検出2019

    • 著者名/発表者名
      林崎康平、柳瀬郁夫
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第35回関東支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ナトリウムマンガネートのCO2吸収と再生挙動2019

    • 著者名/発表者名
      岡田鉄平、柳瀬郁夫
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第35回関東支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 炭酸イオン交換したTb置換型層状複水酸化物の発光特性2018

    • 著者名/発表者名
      堀内、柳瀬、小林
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第34回関東支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 水を利用した酸化亜鉛のCO2吸収と微粒子化2018

    • 著者名/発表者名
      紺野、柳瀬、小林
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第34回関東支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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