研究課題/領域番号 |
20K05594
|
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34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
|
研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
研究代表者 |
神 裕介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究グループ長 (30462857)
|
研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
配分額 *注記 |
1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
|
キーワード | ゲストホスト相互作用 / ガス分離 / 二酸化炭素 / 結晶合成 / 包接化合物 / クラスレートハイドレート / ゲスト-ホスト相互作用 |
研究開始時の研究の概要 |
ゲスト分子をケージ内に包接する固体水和物であるクラスレートハイドレートは、ゲスト分子の大きさによってサイズの異なるケージを形成することから、その特性を利用したガス分離法が考えられている。本研究は、同じケージでも結晶構造の違いによってゲスト分子の包接性が異なるというゲスト分子の選択性不一致の理解を目的とするとともに、ハイドレートのケージサイズをコントローラブルなものとし、本研究を通じて、ハイドレートの更なる理解と、我が国のCO2排出量削減に貢献に資する効率的なCO2分離法の提案に繋げるとともに、ガス分離だけではないハイドレート応用研究への横展開・縦展開を目指す。
|
研究成果の概要 |
構造H型のクラスレートハイドレート(ハイドレート)による二酸化炭素の分離を実現するために二酸化炭素の選択性向上を目指して、新たな新規の5つのヘルプ分子(構造Hハイドレートを生成)の発見に成功するとともに、粉末X線法を用いた結晶構造解析からハイドレートに包接させるヘルプ分子の形状と結晶構造の関係性を明らかにした。その結果から、ヘルプ分子の長さに対して結晶のc軸の格子定数が変化する知見を得られた。 既報のヘルプ分子も含め12種のLMGSで生成する構造H型ハイドレートの結晶を比較から、結晶サイズが大きくなるヘルプ分子を用いることで構造H型ハイドレートの二酸化炭素選択性の向上に成功した。
|
研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ハイドレートは水によって形成される包接化合物で環境負荷が少なく、温度や圧力でゲスト分子の包接と放出をのコントロールできるため環境低負荷な二酸化炭素分離材としての期待が大きい。本研究を通じて明らかとなったヘルプ分子の形状と結晶構造の関係性は、ハイドレートがどのようにゲスト分子を包接するかというハイドレートのゲスト分子の選択性の解明の一助となるだけでなく、我が国の排出二酸化炭素削減に向けて、高効率な二酸化炭素分離材の開発に向けての貢献が期待できる。
|