金属－有機構造体ガラスを用いたメタン／窒素分離膜の開発

• 研究課題/領域番号: 24KK0112
• 研究種目: 国際共同研究加速基金(海外連携研究)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分34:無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 堀毛 悟史 京都大学, 理学研究科, 教授 (70552652)
• 研究分担者: 鄭 キン 北海道大学, 地球環境科学研究院, 特任助教 (10908718) ; 野呂 真一郎 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (70373347)
• 研究期間 (年度): 2024-09-09 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 20,930千円 (直接経費: 16,100千円、間接経費: 4,830千円); 2027年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2026年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2025年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2024年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
• キーワード: ガス分離膜 / ガラス / 金属－有機構造体

研究開始時の研究の概要

天然ガスは世界のエネルギー供給の4分の1を占め、その需要は増加傾向にある。しかし、天然ガス層には窒素や二酸化炭素が多く含まれており、精製技術の課題となっている。特に「低品位層」からのメタン分離には効率的な技術が必要だが、現状では深冷分離法しか実用化されていない。この背景から、メタン／窒素を見分ける新しい膜の物質開拓が求められている。本研究では金属-有機構造体（MOF）ガラスを用いた分離膜を作る。MOFガラスは多孔性構造と内部構造の運動性を併せ持ち、従来の多孔性無機膜と有機高分子の特性を同時に発現できる。この特性を制御することで、これまで困難だったメタン／窒素の高速分離膜の実現を目指す。