カーボンニュートラル実現に向けて芝浦工業大学がCO2除去に優れた性能を発揮する膜の新合成方法を開発

しかし、セラミック多孔質基材として、アルミナが用いられることが多く、合成中に、原料ゲル中に含有されているアルカリ成分により、多孔質基材よりアルミニウムが溶出し、ピュアシリカCHA膜を合成できていませんでした。

■研究概要
今回の研究では、従来の方法で開発したCHA膜よりも、高いCO2分離性能をもつピュアシリカCHA膜を合成する新しい方法を開発しました。
従来用いられてきたアルミナ基材ではなく、多孔質のシリカ基板を使用して結晶を成長させました。シリカ基板を使用することで、前述の問題が解消され、CO2透過率が向上しました。

さまざまな合成条件下での実験を通じて、原料ゲルとシリカ基材の組み合わせを最適化し、CO2/CH4混合ガスに対して最も高いCO2分離性能をもつ膜を得ることができました。また、従来用いられているアルミナ基材上に作製したCHA膜との性能を比較しました。

ゲルの水/シリカ比が4.2のとき、最適なゲルの粘度となり、均質な膜ができることがわかりました。しかし、均質な膜であっても、CO2透過率において最も優れているということではありません。水/シリカ比が4.6のゲルを多孔質シリカ基材に塗布し、150℃で8時間合成することで、多孔質アルミナ基材上で同じ条件で合成した膜の2倍の透過性をもつ膜を合成することができました。