工学研究科 准教授 神尾 英治
温室効果ガスにより引き起こされる地球温暖化は、既に地球環境や生態系に大きな影響を及ぼし始めています。温室効果ガスの中でも、CO2は人類が最も大量に排出している温室効果ガスです。我々人類が安全で快適な生活を維持し、持続的に発展するためには、産業活動を通じたCO2の発生を直ちに止めることは不可能です。しかし、発生したCO2を分離回収し、大気中へのCO2の排出を抑制することは可能です。
CO2は様々な場所で発生しています。非常に大きいCO2発生源の一つは、石油や石炭などの化石燃料を燃焼して電気を作る火力発電所です。他にも、製鉄所やセメント工場、化学プラント、更には、私達が日常的に使っている車などからCO2は発生し、大気中に排出されています。これらCO2発生源で、CO2だけを回収し、除去することができれば、大気中へのCO2の排出量を大幅に削減することができます。そのため、CO2を効果的に分離し、回収するための様々な技術開発が進められています。
CO2を分離、回収する方法の一つに、膜を用いた方法があります。そのような膜はCO2分離膜と呼ばれます。CO2分離膜は、CO2を透すけれども、窒素や酸素は透さない膜です。そのようなCO2分離膜は、CO2は吸収するけれども、他の気体成分はほとんど吸収しない素材を使うことで作ることができます。我々は、そのような特殊な素材として、「イオン液体」を使ったCO2分離膜の開発を進めています。
イオン液体は、簡単に言えば、液体の塩です。通常、塩は固体ですが、イオン液体は大きな分子でできた塩なので、液体です。その性質の一つに、ほとんど蒸発しないという特徴を持っているため、長期間使用できることが期待されます。また、分子の構造を設計できるので、CO2を選択的にたくさん吸収できるイオン液体も開発されています。そのようなイオン液体を分離膜として使うために、我々は、イオン液体をゲル化して、ゼリー状のゲル膜を作りました。我々が作ったゲル膜は、大量のイオン液体を含んでいるにも関わらず、機械的強度が高く、非常に壊れにくいという特徴があります。そのため、非常に薄いゲル膜を作製することができます。開発したゲル膜は、世界トップレベルのCO2透過能力を有していることを確認しています。更に薄いゲル膜を作ることで、大量のCO2を高速で分離回収できる膜を開発し、地球温暖化の抑制に貢献したいと考えています。
