弦鳴楽器ハープ形状革新的水素分子ふるい分離膜の創製と新規分離機構の解明

竖琴弦乐器创新氢分子筛分离膜创制并阐明新分离机理

基本信息

批准号：
18K04757
负责人：
永井一清
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Meiji University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、水素社会の実現に不可欠な水素を精製するために、高分子鎖を弦鳴楽器のハープの弦の様に一定間隔で配列させ、弦（高分子鎖）の間を水素分子のみをふるい作用により選択的に透過・分離させる革新的水素分離膜を創製し、その新規分離機構の解明と分離性能の最適化を行うことを目的とする。ポリイミドとメタクリル酸誘導体から成るABA型ブロックコポリマーのA成分のナノ自己組織化作用をハープの両端の棹の固定方法として利用して、B成分の高分子鎖をハープの弦の様に配列させることを特徴とする。従来の高分子膜の溶解・拡散機構に基づく膜材料設計とは異なる弦を弾いて音楽を奏でる様に高分子鎖の振動で水素分子を弾いて分子ふるい作用を促進させる設計と、ゼオライトに代表される無機多孔膜の様な硬いメッシュ形状よりも単位膜面積当たり分離に寄与する面積が大きくなり、かつ柔軟性もある二次元状の薄膜の設計をすることを特徴とする。本研究は3年計画であり、3年目である2020年度で終了する予定であったが、新型コロナウイルス感染症の影響を受け、2023年3月31日までの研究期間の延長となった。本研究課題は当研究室で新たに試作した実験装置を用いている。同装置の停止期間が長く、再稼働のためのメンテナンス等に多くの時間を割かれた。また本研究課題は高圧ガスを用いる上に連続測定が求められるため、研究室内の安全管理面の環境整備の再構築を行う必要もあり、十分に実験を進めることはできなかった。そのため2024年3月31日までの1年間の研究期間の延長を申請し承認された。

这项研究旨在通过创建创新的氢分离膜来纯化氢，这对于实现氢社会至关重要，该氢分离膜以定期的间隔安排聚合物链（例如弦弦乐器的竖琴串），并选择性地渗透并仅分离氢分子之间的氢分子（聚合物链），以及ELUCATION ELUCATION STARITIAN STARITIANS和新颖的分离机制。 B组件的聚合物链通过使用ABA类型块共聚物的A分量的纳米自动组装作用来排列，类似于竖琴的琴弦，该动作由聚酰亚胺和甲基丙烯酸衍生物组成的ABA型块共聚物的A组分作为由固定在HARP的两端固定杆子的一种方法。该设计的特征是设计不同的绳子来播放音乐来播放音乐，这些弦与基于聚合物膜的溶解和扩散机制不同，这些串线不同，以及二维薄膜的设计，这些薄膜的设计是柔韧性的，这些薄膜具有与诸如Inorbrane诸如Inerorgrane Zeembrane诸如ZEE ZEE ZEE的更大的膜区域相比，具有更大的单位膜区域的区域。这项研究是一项为期三年的计划，计划于2020年第三年结束，但是由于Covid-19的影响，研究期限为2023年3月31日。该研究主题正在我们的实验室中使用新原型的实验装置。该设备长时间停止，并且花了很多时间用于维护以重新启动设备。此外，由于该研究主题还需要进行连续测量，除了使用高压气体外，还必须重建实验室内的安全管理环境，并且无法充分进行实验。因此，将其用于一年的研究期间，直到2024年3月31日，并获得批准。