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

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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．