高分子膜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

セミナー趣旨

  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。

受講対象・レベル

・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

習得できる知識

・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

セミナープログラム

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.膜モジュールの分離性能
　1-9.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．高分子膜のガス透過メカニズムと高分子物性
　3-1.ガス分子の動力学直径と臨界温度
　3-2.溶解拡散機構
　3-3.二元収着移動モデル
　3-4.高分子のガラス状態とゴム状態
　3-5.高分子の自由体積
　3-6.原子団寄与法による自由体積分率の計算
　3-7.自由体積分率(VF)との相関
　3-8.陽電子消滅法
　3-9.凝集エネルギー密度(CED)との相関
　3-10.ガラス転移温度(Tg)との相関
　3-11.高分子鎖の局所運動性
　3-12.溶解度係数と溶解度選択性
　3-13.高分子膜のガス透過分離性能の限界
　3-14.アミノ基とポリオキシエチレン(PEO)
　3-15.炭素膜、シリカ膜、ゼオライト膜との比較

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

５．高分子を用いたCO2分離膜の研究開発動向
　5-1.製膜後の高分子鎖の剛直化(TR膜)
　5-2.ミクロ多孔性高分子膜(PIM膜)
　5-3.MMM(Mixed Matrix Membrane)
　5-4.PEO系
　5-5.促進輸送膜

６．まとめ

＜終了後、質疑応答＞

■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)

セミナー講師

 田中 一宏 先生   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）　

■ご経歴
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
■ご専門および得意な分野・ご研究
膜分離工学、高分子物性
■本テーマ関連学協会でのご活動
化学工学会
高分子学会
日本膜学会

セミナー受講料

【オンラインセミナー（見逃し視聴なし）】：1名41,800円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき30,800円

【オンラインセミナー（見逃し視聴あり）】：1名47,300円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき36,300円

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