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新闻稿「以实现低碳社会为目标的新型过滤器开发」

以实现低碳社会为目标的新型过滤器开发

  公元前2800年,乌尔城邦高度繁盛的时期,美索不达米亚的发现改变了世界文明的布局。把铜和锡混合成合金得到的新型复合材料,比所有的人工材料强度更大,实用性更广,价值更高。这种合金被命名为青铜,代代相传。

  4000年后的今天,在一篇本月发表在Nature Energy的文章中,来自京都大学高等研究院物质-细胞综合系统研究所(iCeMS)、伦敦帝国学院和香港城市大学的研究员们表示,他们将沿用这种的复合材料的研发思路开发出新型材料,以解决21世纪所面临的严峻问题—-二氧化碳的分离与存储。

  致力于研究混合基质膜(MMMs)的研究员Easan Sivaniah教授解释说,人们很容易忽略该问题的规模性,运用这一项高度集成化的薄膜技术,将潜在地革新碳捕获和封存(CCS)传统技术。世界上最大的火力发电厂一天所排放的二氧化碳,相当于12个吉萨金字塔的体积。而且,世界上产能在500兆瓦的大型火力发电厂有5000余个,其总数还在不断增加,待分离和存储的温室气体总量将是一个惊人的数字。

  Sivaniah表示“应用现存的高分子膜进行气体分离技术,无法有效地解决,处理排放出的大量的废气。这是因为气体的处理速度过慢,或者正如我们论文中提到的,分体分离精度低,从而无法高效地进行二氧化碳分离。”同时,大规模二氧化碳气体捕集工程的实施也消耗大量的成本。

  2016年资源能源研究所发表的研究中剑桥大学法官商学院的David M. Rainer提到,在CCS技术鼎盛期的2005年-2009年间,在北美,欧盟和澳大利亚实施展开的10亿美元规模的CCS项目大多失败夭折。

  Rainer总结道:“为了使CCS不仅仅作为未来的理想化部署模型,而是走出死亡之谷,在现实中开始发挥更大的作用,我们必须开始重视技术的经济成本优先性。Decarbonizing Energy under the World Economic Forum(全球能源脱碳议程委员会),“The Carbon Management Coalition (CMC)(碳管理联盟)”前负责人Tatsuo Masuda教授强调:“像这种最顶尖大学的新兴研究技术,例如Savaniah教授开展中的高效低成本地实现二氧化碳的回收与存储技术,应该加快其验证和实验运用的速度。这种技术上的突破,正是我们现阶段的迫切需求。

  Sivaniah解释道“就像米索不达米亚文明一样,面对新的需求,我们需要革新性的材料。因此,我们目光聚集向来由日本顶尖化学家iCeMS研究所所长Susumu Kitagawa发现的的MOF材料上。我们把这种纳米尺寸

的粒子和曼彻斯特大学由Peter Budd教授和Neil McKeown教授发现的世界最先进的高分子材料—PIM-1,在一定条件下混合,成功地开发了气体分离精度大幅提升的混合基质膜。“

 

  “运用此项技术,我们可以降低大型CCS的巨额成本。使大型项目成本降低十倍不再是夸夸其谈,这也可能会使CCS项目回到政府可接受的范围。”Sivaniah说道。

 

 

 

研究项目

本研究得到了以下的基金支持

日本环境省CO2排放削减对策强化诱导性技术开发・实证事业

日本JST Presto 超空间制御和革新的技能创成

 

论文标题・著者

 

Enhanced selectivity in mixed matrix membranes for CO2 capture through efficient dispersion of amine-functionalised MOF nanoparticles.

 

著者:Behnam Ghalei, a Kento Sakurai, ab Yosuke Kinoshita, ab Kazuki Wakimoto, ab Ali Pournaghshband Isfahani, a Qilei Song, c Kazuki Doitomi, d,e Shuhei Furukawa, a Hajime Hirao, d,e Hiromu Kusuda, b Susumu Kitagawa a and Easan Sivaniah a *

  1. Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS), Kyoto University, 606-8501 Kyoto, Japan.
  2. Department of Energy Science and Technology, Kyoto University, Kyoto, Japan.
  3. Department of Chemical Engineering, Imperial College, London, SW7 2AZ, UK.
  4. Department of Biology and Chemistry, City University of Hong Kong, Tat Chee Avenue, Kowloon, Hong Kong, China

 

iCeMS

京都大学高等研究院物质细胞综合系统研究所(iCeMS)的目标是独特创新的全球环境下,促进京都大学的两个传统优势领域—细胞科学和生物科学的整合。iCeMS结合生物学,化学,材料科学以及物理学,致力于打造介观细胞控制和细胞启发材料的材料。这项研究有望在医药,制药研究,环境和工业方面取得重大进展。

 

联系方式

研究内容相关

Sivaniah, Easan

京都大学 高等研究院 物质细胞综合系统研究所 教授

电话:075-753-9865

Fax:075-753-9820

邮箱:esivaniah@icems.kyoto-u.ac.jp

课题组网址: http://pureosity.org/

Facebook:facebook.com/pureosity.org/

微博:https://weibo.com/u/6208551210

 

京都大学iCeMS相关

髙宮 泉水

京都大学 高等研究院等事务部 国际企划广报课

電話:075-753-9755

邮箱:ias-oappr@mail2.adm.kyoto-u.ac.jp

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