国立大学法人東海国立大学機構 黑料网大学院工学研究科の川尻 喜章 教授、高倉 有矢 博士後期課程学生、藤木 淳平 特任講師らの研究グループは、日本製鉄株式会社の上代 洋 上席主幹研究員との共同研究により、近年注目されている新材料である「ゲート吸着材」を用いた颁翱2回収プロセスのシミュレーション技术を确立し、既存分离材に対する优位性を明らかにしました。
気候変动问题への対策として、温室効果ガスである颁翱2を含む工场や火力発电所の排ガス中から颁翱2を分离回収する技术の开発が进められています。将来の大规模な颁翱2分离回収の実施のためには、省スペース?省エネルギーな颁翱2分离技术の开発が重要であることから、非常に优れた吸着特性を示す新材料「ゲート吸着材」が注目を集めています。しかし、「ゲート吸着材」を用いたプロセスシミュレーションは计算が烦雑なため、これまで実施されてきませんでした。
本研究では、プロセスシミュレーションの実施を妨げていた计算上の课题を解决し、「ゲート吸着材」を用いたプロセスシミュレーションを実施し、「ゲート吸着材」がプロセスとしても优れた颁翱2回収性能を発挥することを确认しました。
本技术は、カーボンリサイクル社会の実现に贡献することが期待されます。
本研究成果は、2022年11月14日付アメリカ化学誌「ACS Sustainable Chemistry & Engineering」に掲載されました。
?高性能な颁翱2分离材として近年注目されている「ゲート吸着材注1）」を用いた颁翱2回収プロセスを、世界で初めて、分离装置実机の动作を想定した动的シミュレーションにより评価した。
?従来型颁翱2分离材と比较して、「ゲート吸着材」を用いたプロセスが、1/5程度の分离材使用量（装置小型化）で、かつ消费电力を39%削减できる可能性を见出した。
?「ゲート吸着材」により创出される省スペース?省エネルギーな颁翱2回収プロセスは、集中排出源から安価に颁翱2を回収し、多様な化成品や燃料として再利用するカーボンリサイクル社会の実现に向けた贡献が期待される。
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注1）ゲート吸着材：
一定のガス圧で、吸着量が変化する现象（ゲート现象）を示す吸着材の総称。一定のガス圧以上でガスを吸着させた后、ガス圧を一定以下にする操作で、吸着されていたガスが容易に回収できる利点を有する。ゲート现象は、构造に柔软性がある多孔性配位高分子が示す特异的な性质。
雑誌名：ACS Sustainable Chemistry & Engineering
論文タイトル：Model-based analysis of highly efficient CO2 separation process using flexible metal-organic frameworks with isotherm hysteresis
着者：Yuya Takakura, Saeki Sugimoto, Junpei Fujiki, Hiroshi Kajiro, Tomoyuki Yajima, Yoshiaki Kawajiri* (*は责任着者) ※本学関係者は下线
DOI: 10.1021/acssuschemeng.2c05058
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