地球温暖化による気候変動を抑え、カーボンニュートラルな社会を実現するために、「二酸化炭素回収・貯留技術（CCS：Carbon dioxide Capture and Storage）」が注目されている。排出ガスや天然ガス中に含まれるCO₂を除去する手法であるが、CO₂と他のガスを効果的に分離するための「膜」の改良が課題だった。
今回、芝浦工業大学工学部応用化学科の野村幹弘教授が率いる研究チームでは、従来の合成法よりも早く、かつ優れた性能でCO₂を分離することのできるピュアシリカCHA膜の新しい合成法を開発することに成功した。CHA膜は、さまざまな産業でエネルギー源としても活用可能な温室効果ガスであるメタン（CH₄）とCO₂を分離するが、アルミナ基材上で膜を作製する従来の手法では、アルミニウムが溶け出し、ピュアシリカCHA膜を合成できない。一方、本研究チームが見出した、多孔質のシリカ基板を使用する合成法では、アルミニウムの溶出が起こらないため、アルミニウムを含有しないピュアシリカCHA膜となり、CO₂透過率の向上に成功している。
さまざまな合成条件下での実験を繰り返して最適化された原料ゲルとシリカ基材の組み合わせにおいては、CO₂/CH₄混合ガスに対して従来基材と比較して2倍のCO₂分離性能を達成した。さらに、従来基材上では合成に70時間を要する膜厚の膜を、新しい合成法では8時間で得ることができるといい、合成時間も大幅に短縮した。
本手法は、CHA膜によるCO₂回収の産業化を後押しする可能性も秘めており、カーボンニュートラル実現に寄与することが期待される。
論文情報：【Membranes】Development of Pure Silica CHA Membranes for CO₂ Separation
