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ガス分離/ガスバリアー膜グループ / 機能性CO2分離膜の開発


CO2との反応性を有するイオン液体を含有するCO2分離膜の開発


脱炭酸により低炭素化が実現できるプロセスは沢山ありますが温度・圧力・湿度などといったガス性状の多様性エネルギーコスト設置スペースの問題から脱炭酸技術の普及は進んでいないのが現状です.膜分離法は省エネルギー且つコンパクトな脱炭酸プロセスを構築可能な技術で最近とても注目されています.しかし既存のCO2選択透過膜はガス性状に対する柔軟性に乏しいため未だ実用化に至っていません.本研究では革新的CO2反応輸送担体としてCO2との反応性を付与した反応性イオン液体を用いることで全く新規な概念のCO2選択透過促進輸送膜の開発に取り組んでいます. 最近創製したCO2選択透過膜は世界トップクラスのCO2透過速度とCO2選択性を有しています(図1).さらにその膜のCO2透過性能は湿度にほとんど影響されないという特徴を持っています.また反応性イオン液体を溶媒とするゲル(反応性イオンゲル)の創製とそのフィルム化にも成功し(図2)高いCO2選択透過性能を確認しています.さらにイオンゲルの機械的強度をさらに強くするために相互新入網目構造という特殊な構造を持った高強度イオンゲル(ダブルネットワーク(DN)イオンゲル)の創製にも世界ではじめて成功しています(図3).

 反応性イオン液体含浸膜のCO2選択透過性能
図1 反応性イオン液体含浸膜のCO2選択透過性能
反応性イオンゲルフィルム
図2 反応性イオンゲルフィルム
高強度イオンゲルの機械的強度評価(左)および高強度イオンゲルフィルム
図3 高強度イオンゲルの機械的強度評価(左)および高強度イオンゲルフィルム(右)