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ビジョン
CO2分離回収システムのエレクトロスイング吸着法（ESA）に着目し，カルボニル基を多量に有する多孔質炭素を調製することで，ESA電極の最適化を図ります。この多孔質炭素電極を使用することで，現在提案されているアントラキノンを複合した炭素電極の欠点を克服できると考えています。ESA法は，従来の圧力スイング吸着法（PSA）や温度スイング吸着法（TSA）に比べてCO2分離回収システムの省エネルギー化を期待できますが，アントラキノンが還元された際に電極から溶出する問題点があり，本研究テーマはこの問題点を解決できるものです。
本研究により，電極表面に固定化されている吸着分子の溶出およびCO2吸着量が少ないといったESA電極の主要な課題を改善することで，ESAを実用化に近づけます。さらなる炭素電極の改良・最適化，および電解液やシステムの最適化を図り、最終的に実用化を達成することでCO2分離回収システムの省エネルギー化に貢献します。また本研究で得られる知見（多孔質炭素の製造方法、特にカルボニル基の位置や密度の制御等の技術）を生かして，本材料のさらなる用途開発研究を進めていきます。
最終用途例
APPLICATION
本系でのシステムでは電極として，電気化学的なCO2の吸着サイトを多孔質炭素の電極表面に高密度に形成することで，単位表面積当たりのCO2の吸着量を向上させることができます。
強み
規則性メソポーラスシリカを鋳型に用いることで高比表面積を有する多孔質炭素を調製できます．また多様な炭素源を用いると細孔の表面に露出している官能基の種類や量・位置を制御することができます．
テクノロジー
規則性多孔質炭素中のグラファイトドメインのエッジ部分にカルボニル基（＞C=O）をもつ材料を創製し，これを電極とします．これによりCO2吸着サイトの高密度化を図るとともに，アントラキノンの溶出が起こりえない電極とすることで実用に耐えうる吸脱着システムを構築できると考えています．
規則性多孔質炭素として，規則性メソポーラスカーボン (OMC)，zeolite-templated carbon (ZTC) を取り上げます．いずれも非常に高い比表面積を有し，均一な大きさの細孔をもつことが特徴です．この多孔質構造の特長から，CO2吸着サイトの高密度化を実現できると期待しています．
共同研究仮説
● 多孔質炭素材料の大量合成
● ESA電極シートの調製
● ESAシステムの構築
● ESAシステムの長期耐久試験
など
研究者
