脱炭素・循環型社会の実現に向けたCO2分離回収技術の開発

作製した多孔質材料のSEM画像
吸着評価装置とガス分離シミュレーションの例

現在、地球温暖化の原因の一つである二酸化炭素（CO₂）を減らすために、さまざまな方法が研究されています。その中で、「吸着」という技術を使って、空気中や工場の排ガスからCO₂だけを取り出す方法が注目されています。吸着とは、ナノメートル（nm）サイズの小さな穴が無数にある材料の表面に、特定の分子がくっつく性質を利用したものです。カーボン材料、ゼオライト、金属有機構造体（MOF）などが代表的な吸着材です。私たちの研究では、省エネルギーなCO₂分離回収技術を開発すべく、CO₂だけを選択的に吸着する材料の開発や、それを使った装置やシステムの設計にも取り組んでいます。これらの研究を通じて、脱炭素社会や資源を無駄にしない循環型社会の実現に貢献することを目指しています。

准教授 藤木 淳平 FUJIKI Junpei
研究キーワード 多孔質材料，吸着，物質移動・拡散，分離プロセス，排熱有効利用
研究分野 熱工学化学工学
主な研究テーマ
  • 排ガス/大気からの二酸化炭素の分離回収に関する研究
  • 高機能多孔質材料の開発
  • 吸着現象を利用した排熱有効利用
研究概要

吸着は、古くからガス分離や排水処理、医薬品の分離精製など多岐にわたって利用されている分離技術であり、有望な排熱有効利用技術の一つでもあります。近年では、地球温暖化の原因の一つとされるCO₂の省エネルギーな分離回収技術として注目されており、国内外で活発に研究開発されています。当研究室では、多孔質材料（ゼオライトやアミン修飾材料、金属有機構造体：MOFなど）を用い、排ガスや大気中から高選択的かつ低エネルギーでCO₂を分離回収する技術の研究開発を進めています。実験をベースにシミュレーションなどを駆使して、材料開発から吸着特性（平衡・速度など）評価、プロセス評価まで一貫した研究を実施し、実用化に向けた技術提案を行っています。また、低温排熱有効利用技術として有望な吸着ヒートポンプやデシカントに関連する研究開発も進めており、多孔質材料における吸着現象の研究を通じて、低炭素・循環型社会の構築に寄与する技術の確立を目指しています。
提供できる技術 ・応用分野

多孔質材料を用いた物質分離に関する
・吸着特性評価
・吸着特性のモデル化
・シミュレーション技術
・簡易プロセス評価
主要な所属学会

化学工学会，日本吸着学会，International Adsorption Society，分離技術会，日本冷凍空調学会
論文
  • Breakthrough analysis for parameter estimation of CO2 adsorption on pelletized flexible metal–organic framework, Chemical Engineering Journal 460 (2023) 141781.
  • Water adsorption on nitrogen-doped carbons for adsorption heat pump/desiccant cooling: Experimental and density functional theory calculation studies, Applied Surface Science 492 (2019) 776–784.
  • Highly efficient post-combustion CO2 capture by low-temperature steam-aided vacuum swing adsorption using a novel polyamine-based solid sorbent, Chemical Engineering Journal 307 (2017) 273–282.
受賞歴
  • Outstanding Paper Award of ICSST08, 2008年10月
  • 日本冷凍空調学会賞・学術賞, 2020年5月
  • 化学工学会第55回秋季大会CCUS検討委員会 企業賞(堀場製作所), 2024年9月
最終更新日：