★CO2分離技術のひとつである「膜を用いたガス分離」に関して基礎から解説！

中でも高分子膜に焦点を当て、膜によるガス分離のプロセス、ガス透過メカニズム、

膜の作成法などについて学べます。

★脱炭素社会実現、二酸化炭素削減に向けた高分子CO2分離膜の産業利用の現状、

研究開発動向、今後の課題と展望など、周辺状況についてもお話致します。

高分子膜によるガス分離技術の基礎と

脱炭素社会実現に向けたCO2分離膜の開発

【提携セミナー】

主催：株式会社情報機構

温室効果ガスであるCO2の分離回収技術への関心が近年急速に高まっている。これまでも多数の注目技術が開発されてきたが、今はその実用化が重要である。有望な技術は多数存在し、しかも、多種多様である。CO2の発生源や回収後の有効利用技術も多種多様であり、技術の適切な選定が重要である。膜によるガス分離は原理的に消費エネルギーの少ないガス分離技術であり、一部のCO2分離プロセスで実用化されている。ガス分離膜の素材は高分子膜と無機膜に分けられるが、実は分離膜の性能は圧倒的に無機膜の方が高い。しかし無機膜は普及に至っておらず、時間軸を考慮すれば、高分子膜によるCO2分離も候補の一つである。

高分子膜と、その高分子膜を焼成して得られる炭素膜を用いるガス分離を研究し、材質の全く異なるゼオライト膜やシリカ膜を用いたガス分離の研究にも関与してきた演者が、改めて高分子膜によるガス分離を高分子物性から見つめ直し、その基礎を解説する。そして、高分子膜によるCO2分離膜の可能性と課題を解説する。

◆受講後、習得できること

• 膜によるガス分離プロセスの基礎
• 高分子膜のガス透過の基礎
• 関連する高分子物性

◆受講対象者

• 膜によるガス分離に関心のある方
• CO2分離回収技術に関係する制度設計者
• 高分子材料加工メーカーの技術者

◆講演中のキーワード

CO2分離膜、膜分離、パーミアンス、分離係数、自由体積、MMM(Mixed Matrix Membrane)

担当講師

山口大学 大学院創成科学研究科 循環環境工学分野 教授 博士（工学） 田中一宏 氏

■経歴
1988年　山口大学工学部助手
1998年　山口大学工学部　助教授
2021年　山口大学創成科学研究科　教授

■専門および得意な分野・研究
膜分離工学、高分子物性

■本テーマ関連学協会での活動
化学工学会
高分子学会
日本膜学会

セミナープログラム（予定）

１．膜ガス分離の基礎
1-1.膜ガス分離プロセス
1-2.蒸留法、吸収法、吸着法との比較
1-3.膜ガス分離の適用例
1-4.膜によるCO2分離プロセス
1-5.ガス分離膜と膜モジュール
1-6.透過係数とパーミアンスと圧力差
1-7.分離膜の分離係数
1-8.分離膜の性能評価法
1-9.膜モジュールの分離性能
1-10.圧力比と膜モジュールの分離性能

２．高分子分離膜の形態と製膜法
2-1.キャスト法とスパイラル膜モジュール
2-2.相分離法(非対称膜の作製法)
2-3.紡糸法(中空糸膜の作製法)

３．膜透過メカニズムの一般論
3-1.ガス分離膜に存在する細孔の種類
3-2.細孔中のガス分子の運動
3-3.高分子膜中のtransient pore
3-4.炭素膜、シリカ膜、ゼオライト膜との比較

４．高分子膜のガス透過メカニズムと高分子物性
4-1.ガス分子の動力学直径と臨界温度
4-2.ガス分子の高分子への溶解
4-3.溶解拡散機構によるガス透過
4-4.高分子のガラス状態とゴム状態
4-5.高分子の自由体積とは
4-6.原子団寄与法による自由体積分率の計算
4-7.自由体積分率(VF)との相関
4-8.陽電子消滅法による自由体積の評価
4-9.凝集エネルギー密度(CED)との相関
4-10.ガラス転移温度(Tg)との相関
4-11.高分子鎖の局所運動性
4-12.高分子ガス分離膜の劣化要因

５．高分子CO2分離膜の産業利用と課題
5-1.実用化されている主な高分子材料
5-2.メタン精製(CO2/CH4分離)
5-3.可塑化効果
5-4.温室効果ガスの分離回収(CO2/N2分離)

６．高分子を用いたCO2分離膜の研究開発動向
6-1.従来型高分子膜の性能限界からの設計指針
6-2.製膜後の高分子鎖の剛直化(TR膜)
6-3.ミクロ多孔性高分子膜(PIM膜)
6-4.MMM(Mixed Matrix Membrane)
6-5.PEO系
6-6.促進輸送膜

７．まとめ

＜終了後、質疑応答＞

公開セミナーの次回開催予定

開催日

未定

開催場所

未定

受講料

未定

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