| 研究課題/領域番号 |
16K14465
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
向井 紳 北海道大学, 工学研究院, 教授 (70243045)
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| 研究分担者 |
荻野 勲 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60625581)
岩村 振一郎 北海道大学, 工学研究院, 助教 (10706873)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 化学工学 / 反応・分離 / 吸着 / 触媒 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，Mg/Al系層状複水酸化物を層剥離したナノシート分散液からナノファイバーを合成し，これをCO2吸着剤として利用することを目的としている。また，本吸着剤を炭化水素の水蒸気改質反応に利用し，系内で生成するCO2を吸着分離させることで平衡をずらし高純度の水素を効率的に得ることを目指している。本年度の研究を実施することで以下の成果が得られた。
１．Mg/Al系層状複水酸化物から得られたナノシートの乾燥物を焼成する際の条件を工夫することで，CO2吸着量を最大8倍増加させることができた。この新しい知見は，Mg/Al系複水酸化物ナノシートのみならず，他のナノシート材料へも展開できものと考えられ，その意義は高い。
２．高温でCO2吸着性能評価ができる流通式測定装置を作製した。また，これを用いてMg/Al系複水酸化物ナノシートから得られた複合酸化物が，300℃で市販の活性炭よりも高いCO2吸着容量を示すことを確認した。
３．Mg/Al系複水酸化物ナノシート分散液をそのまま乾燥・焼成したものと，ナノファイバー形状にしてから焼成したもののCO2吸着容量を比較した所，ナノファイバー形状のものは，そうでないものに比べ約20%高いCO2吸着容量を示すことが明らかとなった。また別の検討で，ナノファイバー形状を有した材料はそうでないものに比べ高い塩基触媒性能を示すことが分っている。これらのことから，さらなるモルフォロジー制御により材料の機能向上が行えることが期待される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本年度は，予定していたMg/Al系複合酸化物ナノファイバーの合成・分析，回分式でのCO2吸着性能評価，流通系CO2吸着装置作製，この装置を用いた吸着性能評価を全て行うことができた。またこの検討を通し，ナノファイバーの焼成条件が，CO2吸着能に非常に大きな影響を与えることを見出した。このことから当初の計画以上に進展していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成２９年度は，以下の項目の検討を行う予定である。１．吸着剤のリサイクル評価を回分式・流通式装置両方で行う。２．流通系でのCO2吸着評価を水蒸気やメタンガス同伴させて行う。３．より大量生産に適した吸着剤の合成方法を検討する。４．メタンの水蒸気改質反応を実施し，開発したCO2吸着剤の効果を検証する。
また，本研究を通して得られた成果を，論文，国内・国際学会を通じて発表する予定である。
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