純液体アミンを用いる高効率二酸化炭素吸収・放散システムの構築と機能評価

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22K19876
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分64:環境保全対策およびその関連分野
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 鹿又 宣弘 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (40221890)
• 研究期間 (年度): 2022-06-30 – 2024-03-31
• キーワード: 地球温暖化対策 / 二酸化炭素回収 / CCS / ジエチレントリアミン / カルバミン酸 / 純液体吸収液

研究成果の概要

本研究では、ジエチレントリアミン誘導体（DETAs）を純液体として用い、高効率なCO2回収システムの構築と評価を行った。市販原料から7種類のDETAsを合成し、CO2吸収・放散性能を測定した結果、参照物質であるジエタノールアミン（DEA）に比べて約1.5倍優れたCO2吸収性能を示した。また、吸収後のCO2放散率は80%以上、エチル基を有するDETAでは100%に達し、高効率かつ再現性の高いCO2回収システムの実現が可能となった。さらに、DFT計算およびスペクトル測定の結果から、DETAsがモル比2:1でCO2を捕捉する安定な会合体を形成し、カルバミン酸が主要生成物であることを確認した。

自由記述の分野

有機化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は、純液体アミンであるジエチレントリアミン誘導体（DETAs）を用いた高効率なCO2回収システムの構築に成功した点にある。DETAsは、既存のジエタノールアミン（DEA）に比べて約1.5倍のCO2吸収性能を示し、吸収後のCO2放散率も80%以上と極めて高い。この結果は、エネルギー消費を抑えながらCO2回収効率を向上させる可能性を示しており、学術的には新たな吸収材の開発と反応機構の解明に貢献する。また、社会的には、持続可能なCO2削減技術の実現に寄与し、地球温暖化対策として重要な役割を果たすことが期待される。