| 研究課題/領域番号 |
21K19859
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分64:環境保全対策およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
椿 俊太郎 九州大学, 農学研究院, 准教授 (90595878)
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| 研究分担者 |
山田 秀尚 金沢大学, 先端科学・社会共創推進機構, 准教授 (60446408)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | マイクロ波 / 高周波 / 化学吸収法 / アミン吸収剤 / 周波数制御 / アミン吸収材 / CO2回収 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、CO2を豊富に含むリッチ吸収剤に対し、最適な周波数のマイクロ波をアミン選択的に印加して局所的な高温状態を誘起し、CO2の脱離を促進する。周波数を精密に制御したマイクロ波装置を開発し、本装置によりCO2を含むリッチ吸収剤を高選択的に作用する最適周波数のマイクロ波を照射し、リッチ吸収剤を局所的に加熱する。反応に最適な周波数のマイクロ波を照射することにより、これまでにない低消費電力なマイクロ波化学プロセスが実現できると期待される。
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| 研究成果の概要 |
アミンを用いた化学吸収法において、吸収液の加熱によるCO2脱離に多大なエネルギーを必要とする。本研究は、マイクロ波による分子高選択的な加熱により、アミン吸収液やポリエチレンイミン（PEI）吸収液からのCO2脱離の促進を実証した。アミンおよびPEI水溶液の複素誘電率を測定し、CO2吸収により誘電正接 (tan δ) が大きく向上することを見出した。CO2リッチアミンではカルバメートや重炭酸イオンの形成により導電率が向上し、tan δが高まることが示された。また、マイクロ波（2.45 GHz）や高周波（200 MHz）の照射により、急速昇温とCO2の脱離加速が可能であることを実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
大気中へのCO2排出抑制による地球温暖化防止のため、CO2分離回収における技術革新と、分離回収コストの飛躍的低減が求められる。アミン吸収液による化学吸収法は大規模実証試験が進み、実用化が進むCO2分離回収技術であるが、CO2を含んだリッチ吸収剤からのCO2の脱離と再生に多大なエネルギーを必要とする。本課題ではアミン吸収液に高選択的に作用するマイクロ波に着目し、吸収剤自身のマイクロ波吸収性の向上により、急速なCO2脱離を実現した。今後、簡便なCO2の回収方法として応用が期待される。
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