NEDO 若手研究グラント平成23年度採択テーマから産学連携のための研究紹介

　常圧で動作可能な低分子アミンの水溶液を用いた化学的吸収法・再拡散法が大規模な商用化可能技術として注目されています。例えば、アルカノールアミン水溶液と二酸化炭素との中和反応を利用する方法で、40～50°Cで反応させ、110～130°Cで脱離再生させる。再生に多大なエネルギーを必要とする事が課題となっている。この解決の為に、新規低分子アミンの開発や複数のアミンを混合する等の研究が行われています。既に発表されている特許などでは、ポリマーやシリカゲルに第1級アミンまたは第2級アミンを担持した吸収剤とか、第3級アミンと二酸化炭素と反応させて、両性イオン付加物を生成させる方法などがあります。
　しかしながら、どれもが『吸収性能の向上』と『放散エネルギーの低減』は、トレードオフの関係にある為、二酸化炭素の回収効率を劇的に改善する事は難しいと考えられています。本研究では、第一期でアミン含有ナノゲル粒子を利用した新規の二酸化炭素吸着剤を開発し、第二期で高効率な二酸化炭素回収プロセスを開発します。

　合成化学を駆使して、様々な種類や含量のナノゲル粒子を合成し、各粒子の吸着特性を明らかにし、ナノゲル粒子の性能を限界まで向上させて、高効率二酸化炭素回収プロセスを実現します。

　図で示されるように、従来技術ではトレードオフの関係にある為、エネルギー効率に本質的な限界がありますが、本技術は、アミン含有ナノゲル粒子の相転移前後で二酸化炭素を吸収・放散制御可能な相転移型アミン含有ナノゲル粒子を利用した、低エネルギーで高効率回収プロセスです。

　相転移型アミン含有ナノゲル粒子は、小さな温度差で大量の二酸化炭素を繰り返し回収することができます。材料の最適化、システム化を見据えて様々な方々と意見交換・共同研究させていただきたいと思っています。ご興味をお持ち頂けましたら、お気軽にご連絡頂けますと幸いです。