チャネル型正浸透膜の創製と究極的ゼロエネルギー水処理プロセスの構築

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18H03854
• 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27:化学工学およびその関連分野
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 松山 秀人 神戸大学, 先端膜工学研究センター, 教授 (50181798)
• 研究分担者: 松方 正彦 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00219411) ; 小野 努 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (30304752) ; 吉岡 朋久 神戸大学, 先端膜工学研究センター, 教授 (50284162) ; 中川 敬三 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 准教授 (60423555) ; 神尾 英治 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (30382237) ; 佐伯 大輔 信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (70633832) ; 高橋 智輝 日本大学, 生産工学部, 助教 (80535518) ; 稲田 飛鳥 宮崎大学, 工学部, 助教 (10803835) ; 彌田 智一 同志社大学, ハリス理化学研究所, 教授 (90168534)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 正浸透（FO）膜 / 水チャネル / 駆動溶液（DS） / 水処理プロセス / 海水淡水化

研究成果の概要

正浸透（Forward Osmosis; FO）膜法は、浸透圧を利用した自発的な水の移動現象を利用する究極的な省エネルギー膜分離水処理法である。本研究では、正浸透駆動に特化した独創的で革新的かつ高透水性が期待できる水チャネル物質の創出とそれを組み込んだチャネル型FO膜の創製、及び温度応答性を有し加熱相分離により回収再生可能な新規イオン液体型駆動溶液（Draw Solution; DS）の創製を行うとともに、それらを用いた水処理プロセスの構築を行い、従来の逆浸透膜法よりも大幅に省エネルギーな海水淡水化プロセスの構築を達成した。

自由記述の分野

膜工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で構築し、原理検証できたた革新的FO膜プロセスは、これまで世の中にないチャネル型FO膜を創製したという点で画期的であり、海水淡水化など様々な水処理プロセスへの応用性とともに、新たな膜工学領域を開拓する点が学術的に重要であり、計算化学に基づいた選択的水透過チャネル創製という新しい手法は分離工学にイノベーションをもたらすと期待される。