ナノ構造制御による高温ガス分離用無機分離膜の開発
【研究分野】反応・分離工学
【研究キーワード】
無機膜 / ゾル-ゲル法 / CVD法 / メンブレンリアクター / ガス分離 / ナノ構造 / 耐熱性 / 多孔質 / 無機分離膜 / ゾル-ゲル / CVD / 水素 / 酸素 / 二酸化炭素 / 膜分離 / ゾル・ゲル法 / 複合ゾル / 多孔質シリカ / 表面改質
【研究成果の概要】
高温下で水素、酸素二酸化炭素を分離可能な無機分離膜を開発するとともに、分離膜システムおよびメンブレンリアクターシステムへの展開を検討した。
水素に関しては、メンブレンリアクターに関する実験を行うとともに実用化を念頭においたモデル化を検討した。またCVD法を用いて分子ふるい機能を有するシリカ膜の開発に成功した。同膜は特異な温度依存性を示した。
酸素に関しては、2年間をかけて、欠陥のない均質な多孔質薄膜の製膜手法を確立することができたので、CVD法を組み合わせて細孔を均一に閉塞することにより、酸素イオン伝導体である安定化ジルコニア(YSZ)超薄膜の製膜を検討した。接触形態等を詳細に検討することにより、部分的に細孔を閉塞し、超薄膜を創製することに成功したが、依然欠陥が残っており、分離膜をして透過実験を行うことはできなかった。
二酸化炭素に関しては、2年間の検討で、多孔質ガラスの細孔径制御および表面処理の手法を確定することができた。そこで本年度はこれらを組み合わせて、高透過性と二酸化炭素に対する特異な選択性をあわせもつ無機膜の創製を検討した。
【研究代表者】