| 研究課題/領域番号 |
17K00634
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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 |
伊藤 史典 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 (10366429)
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| 研究分担者 |
山田 秀尚 公益財団法人地球環境産業技術研究機構, その他部局等, 主任研究員 (60446408)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 分離膜 / 分離性能 / 耐久性 |
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| 研究実績の概要 |
H30年度は、前年度に開発した分離膜を用いて、次の2点を重点的に検討した。①: 更なる高性能な分離膜開発を目指した、分離膜組成の最適化検討。②: ①の検討後、最適化した膜組成で製作した分離膜の、高圧領域での耐久性の確認。
①の課題に対し、分離膜を構成する成分の組み合わせ配合の検討と、組成比の影響を確認した。開発した分離膜は、食品ゲル、吸湿剤、デンプン・アクリル酸ナトリウムグラフト重合体、ポリビニルアルコール等で構成されている。前年度 (H29年度)で決定した配合の組み合わせと組成比を変化させて、最適な膜組成を決定した。この検討での評価対象を、温度: 85℃、全圧: 0.7 MPa、CO2分圧: 0.56 MPa、加湿条件下での、CO2とHeの分離性能試験結果とした。初期の分離性能結果を確認後、湿度を50-80％RHに変化した際の影響も確認した。結果、85℃、0.7 MPaの試験環境下でのCO2とHeの分離に対して、200前後の選択性αを示す分離膜を開発した。その後、この膜組成で製作した分離膜を実用化を想定したプロセスで、かつ85℃、3.6 MPa (CO2分圧: 1.44 MPa)での連続試験を実施した。結果、この試験条件において100 h以上分離性能が安定した分離膜であることを確認した。ここで、この試験条件はH29年度も実施していたため、2つの結果を比較したところ、H30年度に製作した分離膜は、「分離性能」、および「高圧領域での耐性」のどちらにおいても、H29年度の結果を上回っていることを確認した。以上の検討結果から、分離膜組成を最適化したことで、分離性能、高圧耐性がH29年度時に製作した分離膜に比べて向上したために、より高性能な分離膜の開発が出来たことが実証された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
H30年度は、H29年度に開発した分離膜の最適化検討を主に実施した。結果、H29年度に製作した膜の分離性能結果を上回る、分離膜を開発できた。また、H30年度の目標であった、実用化プロセスで、かつ高圧系での連続試験を実施したところ、100 h以上安定な分離性能を示すことを確認した。結果をまとめると、分離膜組成を最適化したことで、H29年度時に製作した分離膜に比べて、分離性能の向上と高圧領域での耐久性の向上が実証された。以上の2点から、H30年度の進捗は、「おおむね順調に進展している」といえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度であるH31年度は、当初の予定通り、H30年度に最適化した分離膜を用いて、新規の水素製造プロセスの提案を行う。既に高圧領域での耐性を有する分離膜は開発出来ているので、この分離膜を用いて引き続き検討する。
先ず、①H30年度まで実施した、分離膜の高圧系での分離性能結果を整理する。ここで、②水素の擬似ガスであるHeの、高圧系での拡散透過が最も高い結果とCO2の透過度が最も低い結果を選出する。これらの試験結果から、開発した分離膜が実際に、どの程度、水素を選択的に透過するか確認する。確認後、混合ガスから選択的な分離を対象とした、水素製造プロセスを提案する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
H30年度は、H29年度に開発した分離膜組成の最適化検討を主に実施した。この最適化に関して、多くの検討項目があり、年間を通じて現場での作業に多大な時間を要した。また、本助成事業以外での業務も非常に多忙であった。H30年度はこれら従事項目に集中したため、予定していた定期的な国内外の学会発表の準備が殆ど困難となり、外部発信に向けた出張を行うことが殆ど出来なかった。
したがって、H30年度は、数回の国内外の学会発表に関する出張を予定していたため、当初支出予定であった旅費の金額を、大きく下回る結果になった。しかしながら、本事業に関連した市場・技術に関する調査のための展示会等は積極的に参加したことで、今後の研究活動に対して重要な情報を得ることが出来た。
最終年度は、H30年度時と同様に、展示会等で、本事業に関した市場・技術に関する調査を継続して実施することを予定している。また、本事業の総括として、出来るだけ多くの学会発表等の外部発信のための出張を、積極的に行う予定である。
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