| 研究課題/領域番号 |
21K05147
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
桑原 泰隆 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (40635330)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 鉄鋼スラグ / リサイクル / 多孔質材料 / 酸化カルシウム / CO2回収貯留 / CO2変換 / 資源リサイクル / 廃スラグ / CO2吸着 / CO2再資源化 / 多孔体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、製鉄プロセスで大量に副生成する鉄鋼スラグを原料として高表面積を有する酸化物ナノ多孔体を製造するための資源変換プロセスを開発する。また、合成した酸化物ナノ多孔体の化学的特性を生かし、①二酸化炭素(CO2)の吸着回収と②CO2再資源化反応への応用を行う。これら研究を通じ、鉄鋼スラグを原料とする資源循環プロセスの基盤構築とCO2の回収・利用(CCU)に貢献しうる新しい環境技術を創成する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、鉄鋼産業において多量に副生成され、複雑な化学組成を有する鉄鋼スラグを原料として、CaO-メソポーラスシリカ複合体へと変換する化学プロセスを開発するとともに、得られた酸化物複合体がCO2吸着材として利用できることを実証した。特に、転炉スラグを用いて合成した吸着材は高炉スラグから合成した吸着材よりも高いCO2吸着量および高温耐久性を示すことを明らかにした。また、高炉スラグから合成したCaO-メソポーラスシリカ複合体にNiを複合化することで、CO2からメタンを合成するメタネーション反応に有効な触媒として機能することを実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
開発した化学変換プロセスを利用することで、鉄鋼産業で大量に副生成される鉄鋼スラグをCO2吸着材へと変換することが可能となる。また、変換した機能性酸化物複合体は、CO2をメタンへと変換するメタネーション反応の触媒担体としても利用できる。本プロセスは現在鉄鋼産業が直面している『廃スラグの有効利用』と『CO2排出量の削減』という2つの重要な問題に貢献しうる新しい環境技術として今後の更なる展開が期待できる。
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