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京大・高輝度光科学研究センター・量研、耐湿性を飛躍的に改善させた酸化グラフェン膜を開発

発表日:2021年12月17日

世界最高の水素分離性能を有する酸化グラフェン膜を開発

-耐湿性を飛躍的に改善し、実用化に大きく前進-

・ナノダイヤモンド(ND)(注1)の導入によりナノグラフェン間の静電反発を抑え込み、酸化グラフェン(GO)(注2)分離膜の致命的な欠点であった「低耐湿性」を抜本的に改善

・水素製造プロセスの革新による低コストでクリーンな水素の安定供給が可能になり、脱炭素社会の実現に大きく貢献

<概要>

京都大学アイセムスのシバニア・イーサン教授、べナム・ガリ特定准教授、杉本邦久特定准教授(兼 高輝度光科学研究センター 主幹研究員)、量子科学技術研究開発機構量子生命・医学部門量子生命科学研究所の五十嵐龍治グループリーダーらの研究グループは、酸化グラフェン(GO)膜にナノダイヤモンド(ND)を組み込むことで、水素のみを透過させる物理的なフィルターの機能を保ちながら、最大の課題であった耐湿性を著しく向上させることに成功し、実用化に向けて大きく前進しました。本研究成果は、12月17日に英国科学誌 Nature Energyに掲載されます。

1.背景

水素は、利用する際には二酸化炭素を発生させないため、脱炭素社会の実現に向けた新時代のエネルギーとして需要が高く、大規模な低炭素化が求められる電力・運輸・鉄鋼部門等で積極的な活用が検討され始めています。特に、再生可能エネルギーから製造される「グリーン水素」や、二酸化炭素貯留(CCS)等を組み合わせて化石燃料からCO2を排出せずに製造される「ブルー水素」は、カーボンニュートラルを実現する鍵として世界的に大きな注目を集めています。本格的な水素社会の実現に向けて、水素の需要は急激に増加することが予想されており、安価な水素の安定供給のためにエネルギー効率の高い水素製造プロセスの開発が急務となっています。

現在、水素は化石燃料の水蒸気改質プロセス(注3)により大規模に製造されています。この水素の製造工程では、改質時のみならず、改質後の混合ガス(水素、二酸化炭素)の分離・精製にも多くのエネルギーを消費します。従って、大規模な水素供給を可能にするためには、より効率的な水素製造法の確立が求められています。

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach/624037/01_202112171053.pdf

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