シーズ技術紹介

【環境】 (2016/03/09公開)

CO² ガスの分解とカーボンナノチューブの生成

大学院工学研究院 材料科学部門
鈴木 亮輔 教授

北海道大学研究シーズ集webサイトオープンのお知らせ

かねてより準備を進めておりました北海道大学研究シーズ集webサイトをオープンいたしました。

本研究者の研究シーズはこちらです↓↓

https://seeds.mcip.hokudai.ac.jp/jp/view/9/
硫化と還元で金属粉末を製造

ご利用者様・サイト訪問者様により使いやすく、質の良い情報を発信していけるよう、更新をしてまいります。北海道大学研究シーズ集webサイトをよろしくお願いいたします。






高温溶融塩を用いた電気分解でCO²完全分解に挑む


CaCl2 もしくはLiCl を主成分とする溶融塩を用いた電気分解でカソード側に強い還元性雰囲気を生み出し、そこへCO2 ガスを導入することでC とO²-イオンに分解する手法で有り、O²-イオンはアノードにジルコニアなど酸素イオン伝導体を用いてO2 ガスとして系外に排出する。高速かつ多量にCO2ガスを分解する装置を作成し、その運転を検証する。

研究の内容


化石燃料から排出される高温二酸化炭素ガスを原料および熱源として高温溶融塩に導き、3V程度の電圧を印可すると非晶質炭素やカーボンナノチューブ(CNT)と酸素ガスに分解できる手法を開発したので、これを工業の実際に応用する技術開発を行いたい。

酸化チタンの還元法として開発してきたが、二酸化炭素の還元に応用した独自の研究である。特に高伝導度の酸化物イオン伝導体であるジルコニアを陽極に用いて純酸素ガスを製造するので、炭素と酸素を原料とする鉄鋼業界に応用を考えてきた。

現在の規模では未だ反応速度が遅いため、高炉法に適用するのは無理であるが、高性能なイオン伝導体を得て小型高温炉に適用すると効果が期待できる。CNTは厚膜のやや折れ曲がりのある管であって、うまく分離回収する技術が開発できればと期待している。

応用例


生成される炭素を原料に再度燃焼反応や化学反応に用いることが出来る。また、生成した炭素はカーボンナノチューブを多く含むので、高速還元反応の原料や高強度炭素材など用途開発も期待される。

産業界へのアピールポイント


工場排ガスから二酸化炭素を分解すると共に窒素酸化物も除去できる。多分硫黄酸化物も分解できるであろう。排ガス温度は高い方が望ましく、工場廃熱を利用した高温により溶融塩を保持して熱効率を上げたい。

どのようなプラントに付属させると良いのか共同して研究したい。大規模な化石燃料放散型プラントの二酸化炭素分解に適しており、車等の移動体適用は時期尚早である。

研究室ホームページ


大学院工学研究院 材料科学部門 
エコプロセス工学研究室
http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/ecopro/



※お問い合わせは 北海道大学 産学・地域協働推進機構ワンストップ窓口まで

Update 2018-04-17
北海道大学 北海道大学 研究者総覧 onちゃん北大事務局 北海道大学研究シーズ集Webサイト
EARTHonEDGE北海道 DEMOLA HOKKAIDO 創業デスク 北海道大学 産学連携メールマガジン