| 研究課題/領域番号 |
21K14667
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 公益財団法人地球環境産業技術研究機構 |
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研究代表者 |
清川 貴康 公益財団法人地球環境産業技術研究機構, その他部局等, 研究員 (10869811)
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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 |
交付 (2022年度)
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| 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)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 二酸化炭素吸着 / CCU / 無機系材料 / 二酸化炭素変換 / 二元機能材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本検討課題では、二酸化炭素分離回収時の脱離工程にかかるエネルギーを削減し、かつ二酸化炭素を有価物に変換・回収できる高効率プロセスの実現のための二酸化炭素の吸着および有価物への変換機能を有する二元機能材料の開発を試みる。吸着させた二酸化炭素を、その場で有価物へ変換可能になれば、分離回収、有効利用分野において革新的な技術となり得る。本研究では、吸着させた二酸化炭素を水素と反応させ、有価物であるメタンに変換できる材料の開発を目的とする。また、得られる知見を基に、本技術の構築に必要となる材料の設計指針を示す。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、地球温暖化の要因となっている二酸化炭素を吸着させ、その場で有価物へ変換可能な二元機能（吸着／変換能）を有する材料の開発を行うことである。本プロセスは、二酸化炭素の分離回収分野で課題である脱離工程が不要であり、かつ有価物を回収できる革新的なプロセスになる。
本研究課題では、主に、「１． 二酸化炭素を高効率に吸着できる材料」、「２．吸着した二酸化炭素を効率よく変換できる材料」の項目に分けて検討を実施している。
本年度は、異なる塩基強度を持つ担体を用いて二元機能材料を作成し、二酸化炭素の吸着および変換を行った。塩基性担体に活性種を含浸担持し二元機能化材料を用いて、二酸化炭素の吸着を行ったのち、水素流通下で昇温反応法を実施したところ、担体により二酸化炭素の水素化反応性能が異なることが明らかとなった。塩基強度の弱い担体では、二酸化炭素が先に脱離してしまい水素化生成物を得ることはできなかった。一方で、塩基強度の強い担体を用いた場合では、二酸化炭素の水素化が認められた。そこで、塩基強度がより強い担体を用いて試験を実施したところ、水素化反応の進行が認められなかった。以上の検討結果より、担体の塩基強度が二酸化炭素の水素化に影響を及ぼすことが考えられ、吸着した二酸化炭素を効率よく変換するには、塩基強度のチューニングが重要になることが明らかとなった。
以上の検討結果より、吸着した二酸化炭素を効率よく変換するための担体材料に目途をつけた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
目標達成のための担体の選定に時間を要した。また、当初予定していた反応が進行せず、反応系の見直しなどを行う必要が生じた。また、想定外の在宅ワークなども増え、計画に遅れが生じている。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在、担体性質のチューニング方法、担体の候補材料や活性種の導入方法には目途を得ている。そのため、今回選定した担体への活性種の導入方法の影響について検討を行い、高性能化を行うい、本技術の有用性を示す予定である。また、論文執筆や学会等で、外部に対しても発信していく予定である。
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