熱・化学・CO2ルーピングによるエネルギーレス酸素置換/CO2回収システムの開発

• 研究課題/領域番号: 22H00306
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分31:原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 能村 貴宏 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (50714523)
• 研究分担者: 國貞 雄治 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (00591075) ; 坂口 紀史 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70344489)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 42,510千円 (直接経費: 32,700千円、間接経費: 9,810千円); 2025年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円); 2024年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円); 2023年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円); 2022年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
• キーワード: 二酸化炭素分離 / 酸素吸蔵材 / エクセルギー再生 / コプロダクション / Oxy-fuel燃焼 / 蓄熱 / 熱輸送

研究開始時の研究の概要

CO2分離設備なしにCO2を回収可能なOxy-fuel燃焼は、再循環CO2中への大量の純酸素の投入を必要とする。しかし、既往の酸素分離法はエネルギー多消費プロセスである。そこで、純酸素を再循環CO2ガス中に「置換」することで、投入エネルギーレスでCO2を分離・回収するプロセスを着想した。この新プロセスは、酸素吸蔵材の可逆的な酸素吸脱蔵反応、この反応熱の循環利用、CO2の再循環の三つのルーピングを達成することで実現可能である。本研究では、この三つのルーピングを達成するための①酸素吸蔵材の探究・高性能化、②酸素「置換」デバイスの開発と伝熱・反応特性調査、③酸素置換プロセスの設計を実施する。