• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

二酸化炭素排出量の絶対的削減に向けた超高二酸化炭素透過分離膜の創製

研究課題

研究課題/領域番号 19H04305
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
研究機関東京都立大学

研究代表者

川上 浩良  東京都立大学, 都市環境科学研究科, 教授 (10221897)

研究分担者 佐藤 潔  東京都立大学, 都市環境科学研究科, 准教授 (40285101)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2019年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード二酸化炭素 / ナノ粒子 / CO2分離膜 / CCS / CCU / ナノファイバー / ナオンファイバー / 二酸化炭素排出量 / 二酸化炭素削減
研究開始時の研究の概要

温室効果ガス削減目標を達成するには(特にCO2)、再生可能エネルギーの割合を80%程度まで高め、CO2を地中に貯留するCO2回収・貯蔵(CCS:Carbon Dioxide Capture and Storage)技術に加え、CO2を化学製品の製造等に活用するCO2回収・貯蔵・利用(CCU:Carbon Dioxide Capture, Storage and Utilization)技術の確立とその活用が不可欠である。そのためには、CCSやCCUに供する高いCO2透過性と(CO2/N2)選択性を有するCO2分離膜を開発する必要があり、その分離膜を創製する。

研究成果の概要

持続可能な社会の構築には、経済性に加え環境保全との両立が求められている。特にCO2排出量の絶対的削減を考えると、エネルギーからのCO2排出削減とCO2の効率的な還元反応(⇒ 資源化)が重要である。本研究では新規ナノ粒子含有複合膜を合成し、(1)PCO2(CO2透過係数)=30,000 (Barrer) Barrer: 10-10[cm3(STP)cm/(cm2 sec cmHg (2) (CO2/N2)選択性 =15 (3) 超気体透過性を有するCO2分離膜の作製 に成功した。さらに、回収CO2からC2生成物の合成を目指し、触媒の活性や選択性を改善するタンデム型触媒を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

地球の気温上昇を抑制するには、CO2回収・貯蔵(CCS)技術に加え、CO2を化学製品の製造等に活用するCO2回収・貯蔵・利用(CCU)技術の確立とその活用が不可欠である。特にCCS全コストの約70%程度を占めるCO2分離回収費を抑制するためには、高性能なCO2分離膜の開発が不可欠である。また、CO2排出量の絶対的削減を考えると、化学製品内にCO2を固定化するCCU技術、特にフィードストックカーボン(炭化水素製品)技術の開発が不可欠である。その実現には回収CO2からエチレンなどのC2生成物を合成する必要があり、C2生成物合成のためのCO2還元触媒を開発することも必須である。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 4件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Effect of Phase Separation due to Solvent Evaporation on Particle Aggregation in the Skin Layer of the Gas Separation Membrane2021

    • 著者名/発表者名
      Shiori Higashi, Masafumi Yamato, Hiroyoshi Kawakami
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 34 号: 5 ページ: 449-456

    • DOI

      10.2494/photopolymer.34.449

    • NAID

      130008119636

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
    • 年月日
      2021-06-11
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Enhancement of Dark Polymerization by Oxygen Quenching during Network Formation in Ultraviolet-Light-Induced Radical Polymerization of Multifunctional Monomers and Reactive Polymer2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Mikami, Shiori Higashi, Takuya Muramoto, Manabu Tanaka, Masafumi Yamato, Hiroyoshi Kawakami
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 33 号: 3 ページ: 251-259

    • DOI

      10.2494/photopolymer.33.251

    • NAID

      130007867576

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
    • 年月日
      2020-07-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mixed matrix membranes comprising a polymer of intrinsic microporosity loaded with surface-modified non-porous pearl-necklace nanoparticles2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kudo, Hiroto Mikami, Manabu Tanaka, Tadayuki Isaji, Kazutoshi Odaka, Masafumi Yamato, Hiroyoshi Kawakami,
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Science

      巻: 597 ページ: 117627-117638

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2019.117627

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superhigh CO2-Permeable Mixed Matrix Membranes Composed of a Polymer of Intrinsic Microporosity (PIM-1) and Surface-Modified Silica Nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      Naoki Sakaguchi, Manabu Tanaka, Masafumi Yamato, Hiroyoshi Kawakami
    • 雑誌名

      ACS Applied Polymer Materials

      巻: 423 号: 9 ページ: 255-262

    • DOI

      10.1021/acsapm.9b00624

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] CCS, CCU で求められる超高CO2 透過分離 膜の開発2022

    • 著者名/発表者名
      川上浩良
    • 学会等名
      水素・燃料電池材料研究会 高分子学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CCUS で求められる革新的超高CO2 透過分 離膜の開発2022

    • 著者名/発表者名
      川上浩良
    • 学会等名
      高分子同友会 第51 回総合講演会 高 分子学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CCUS で求められる超高CO2 透過分離膜2022

    • 著者名/発表者名
      川上浩良
    • 学会等名
      日 本膜学会 講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 表面修飾シリカナ ノ粒子含有非対称膜の作製と気体透過特性2021

    • 著者名/発表者名
      東しおり, 山登正文, 川上浩良
    • 学会等名
      第70 回 高分子化学年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 選択性向上を目指 した PIM-1/PIM-CTCブレンド膜の作製とその気体 透過特性2021

    • 著者名/発表者名
      森田拓夢, 山登正文,川上浩良
    • 学会等名
      日本膜学会第43 年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] PIM-1 と表面修飾パールネックレスナノ粒子からなる複合膜の気体透過特性2020

    • 著者名/発表者名
      山登正文,村本卓也,田中学,川上浩良
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 乾湿式相転換法を用いた粒子含有高分子膜の作製と気体透過特性2020

    • 著者名/発表者名
      東しおり, 山登正文,川上浩良
    • 学会等名
      日本膜学会第42年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 表面修飾ナノ粒子を含 有した高気体透過分離膜の開発とその評価2020

    • 著者名/発表者名
      山登正文,田中学,川上浩良
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 表面修飾ナノ粒子を含有した高分子複合膜の気体透過特性:気体透過機構についての考察2020

    • 著者名/発表者名
      山登正文,田中学,川上浩良
    • 学会等名
      化学工学会第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 表面修飾シリカナノ粒子及びナノファイバーを導入した三元高分子複合膜の作製2020

    • 著者名/発表者名
      今井綾乃, 山登正文, 川上浩良
    • 学会等名
      膜シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 表面修飾パールネックレス状ナノ粒子を含有した高分子膜の気体透過特性2020

    • 著者名/発表者名
      東 しおり, 村本 卓也, 田中 学, 山登 正文, 川上 浩良
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高気体透過特性を示す表面修飾シリカナノ粒子含有複合膜内の気体透過に関する考察2019

    • 著者名/発表者名
      山登正文,川上浩良
    • 学会等名
      日本膜学会第41年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 異種表面修飾シリカナノ粒子含有高分子複合膜の気体透過特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      今井綾乃, 三上 寛翔, 田中 学, 山登 正文, 川上 浩良
    • 学会等名
      繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] CO2の分離・回収・貯留の最新技術2022

    • 著者名/発表者名
      西尾 匡弘
    • 総ページ数
      370
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860437718
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] フロンティア 機能高分子金属錯体2020

    • 著者名/発表者名
      山登正文,川上浩良
    • 総ページ数
      537
    • 出版者
      三共出版
    • ISBN
      9784782707913
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi