層状構造等をもつセラミックスを用いた空気中二酸化炭素の室温高速吸収無機固体の創成

使用层状结构的陶瓷制造一种在室温下快速吸收空气中二氧化碳的无机固体

• 批准号: 21K05222
• 负责人: 柳瀬 郁夫
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05222/
• 关键词: DAC; 層状構造; 二酸化炭素; 無機材料; セラミックス

CCS技術やCO2の資源化を進める中で，より高性能なCO2吸収材料の開発は重要である．吸収材料の中でも空気中からの直接CO2回収(DAC)には，室温でかつ極めて低い濃度(0.04%)のCO2を吸収する性質が材料に求められる．また，材料にはCO2を吸収するだけでなく，低温で放出・貯留または再利用できるように吸収材自身が再生できる性質を有することが望ましい．しかしながら，既存の無機材料の再生温度が高いという課題がある．本研究では，CO2吸収後でも層状構造を保持できれば、CO2の低温脱離かつ吸収材の低温再生が期待できると考え，層状構造をもつナトリウムマンガネートに着目した．具体的には，液相法によって，従来の固相法よりも比表面積の高いナトリウムマンガネートを合成すること，及び室温における空気中からからのCO2吸収，及び低温CO2脱離・低温再生特性を調査することを目的とした．水蒸気存在下でのナトリウムマンガネートによる空気中のCO2吸収反応を行ったところ，水分子と少量のNaイオンを層間に含む層状構造のバーネサイトが，CO2吸収によって生成することを見出した．液相合成によってナトリウムマンガネートの比表面積が増大させると，CO2吸収反応後の試料中のCO2とH2O量は，固相法と比べて増大した．また，空気中の希薄CO2反応では110℃で，Na0.66MnO2が再生できること，及びナトリウムマンガネートによるCO2吸収・脱離は繰り返し可能であることも確認された．

CCS technology やCO2 <s:1> resource utilization を is introduced into める で, よ the development of high-performance なCO2 absorption materials <e:1> is important である. 収 absorption material の で も in empty 気 か ら の CO2 directly back to 収 (DAC) に は, room temperature で か つ extremely め て い low concentration (0.04%) の を absorb CO2 収 す る nature に が materials for め ら れ る. を ま た, material に は CO2 absorption 収 す る だ け で な く, low-temperature で release, retention ま た は reuse で き る よ う に 収 absorption material itself が regeneration で き る nature を have す る こ と が hope ま し い. The topic of が high <s:1> と う う for the regeneration temperature of existing <s:1> inorganic materials が is がある. After this study で は, CO2 absorption 収 で も layered structure を keep で き れ ば の low temperature, CO2 from か つ の 収 material low temperature absorption regeneration が expect で き る と え, layered structure を も つ ナ ト リ ウ ム マ ン ガ ネ ー ト に with mesh し た. Specific に は, liquid phase method に よ っ て, 従 to の solid-phase method よ り も high specific surface area の い ナ ト リ ウ ム マ ン ガ ネ ー ト を synthetic す る こ と, and び room-temperature に お け る in empty 気 か ら か ら の CO2 収 absorption, and び from low temperature, low temperature CO2 regeneration characteristics を survey す る こ と を purpose と し た. The presence of water steam 気 で の ナ ト リ ウ ム マ ン ガ ネ ー ト に よ る の CO2 absorption in the empty 気 収 anti 応 を line っ た と こ ろ, water molecules と small の Na イ オ ン を に contain む between layers structure の バ ー ネ サ イ ト が, CO2 absorption 収 に よ っ て generated す る こ と を shows し た. Liquid phase synthesis に よ っ て ナ ト リ ウ ム マ ン ガ ネ ー ト の is greater than surface area が raised さ せ る と, CO2 absorption 収 after anti 応 の の CO2 in the sample と H2O quantity は, solid-phase method と than べ て raised large し た. ま た, empty 気 の when thin CO2 in anti 応 で は 110 ℃ で, Na0.66 MnO2 が regeneration で き る こ と, and び ナ ト リ ウ ム マ ン ガ ネ ー ト に よ る CO2 absorption 収 · from は Qiao り may return し で あ る こ と も confirm さ れ た.

项目成果

ナトリウムマンガネートの空気中からの室温 CO2 吸収特性

锰酸钠室温下从空气中吸收CO2特性

• 发表时间: 2022
• 作者: Panigrahi Debdatta;Hayakawa Ryoma;Zhong Xinhao;Aimi Junko;Wakayama Yutaka;長島大晃，柳瀬郁夫，小玉翔平，武田博明
• 通讯作者: 長島大晃，柳瀬郁夫，小玉翔平，武田博明

Synthesis and ionic conductivity of NASICON-type Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3 fine powder by a novel multi-step glass crystallization method

新型多步玻璃晶化法合成NASICON型Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3细粉及其离子电导率

• DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2022.121675
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Non-Crystalline Solids
• 影响因子: 3.5
• 作者: Tezuka Tatsuya;Kuribara Kouki;Kodama Shohei;Takeda Hiroaki;Yanase Ikuo
• 通讯作者: Yanase Ikuo

Development of Novel Ceramics for Direct Air Capture

用于直接空气捕获的新型陶瓷的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Tomoaki Ohno;Takeshi Maeda;Daisuke Sakamaki;Hideki Fujiwara;Shigeyuki Yagi;Ikuo Yanase
• 通讯作者: Ikuo Yanase

Direct Air Capture at Room Temperature of Sodium Manganates

室温下直接空气捕获锰酸钠

• 发表时间: 2022
• 作者: Arai Shunto;Inoue Satoru;Tanaka Mutsuo;Tsuzuki Seiji;Kondo Ryusuke;Kumai Reiji;Hasegawa Tatsuo;山田 優奈，早崎 拓登，Almarasy Ahmed A.，藤森 厚裕;Ikuo Yanase
• 通讯作者: Ikuo Yanase