神戸大学先端膜工学研究センター長の松山秀人教授らが、株式会社ルネッサンス・エナジー・リサーチ(RER)、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)と共同開発した、二酸化炭素(CO2)を分離する「CO2促進輸送膜」が、2020年に実用化されます。
今回「CO2促進輸送膜」を導入するのは鹿児島県内の牧場で、乳牛など家畜のふん尿を発酵させ生成したガスを用いたバイオガス発電の高効率化、省エネ化に利用される予定です。
現在、火力発電所の環境対策などで行われているCO2の分離には、液体のアミンや固体のゼオライトにCO2を吸収・吸着させる方法が主として用いられています。しかしこれらの方法はエネルギー消費量が多く、また設備の導入コストが高いという問題もあります。
本チームが開発した「CO2促進輸送膜」は、CO2のみに反応するキャリアーを含んだゲル状の膜を利用します。ガス中のCO2はこのキャリアーと結びついて膜内を移動し、膜の反対側でキャリアーと分離して放出されます。他の気体はこのキャリアーと結合しないため、膜を通過しません。従ってCO2の高い透過速度と高い選択性が達成できます。この促進輸送膜法は、従来の分離方法に比べて格段に低いエネルギー消費でCO2分離を可能にし、装置の小型化にも寄与します。
チームが研究を進めるCO2分離・回収技術は今後、発電所や製鉄所での温暖化ガス排出抑制、また天然ガスからの水素製造など様々な分野への導入により、温暖化抑制に貢献することが期待されます。回収されたCO2は有用な化学物質への変換や農業分野において作物の生育増進のための利用が検討されています。
a) 全体外観 b) 断面 c) 内面近傍断層
また、先端膜工学研究センターではCO2分離技術以外にも、様々な膜技術の実用化を目指しています。海水の淡水化や、有機溶剤分離による革新的化学プロセスの構築など、膜を利用した技術はいずれも省エネ、かつ低いコストでの運用が可能であり、環境負荷低減に幅広い貢献が期待されます。
当センターではこのように膜工学に特化した研究と教育を行っており、今後、さらに技術開発および人材育成の両面を強化し、膜技術の発展を目指します。
