日本九州大学的星野友副教授等人组成的研究团队开发出了可以有效回收温室气体二氧化碳（CO2）的分离膜。该分离膜是将含有能吸收二氧化碳的化合物“胺”的微小颗粒喷涂到有很多孔的薄膜上制成的。预计将用于从工厂燃烧时排放的废气中仅回收二氧化碳，并将其转换成燃料等有用物质的“CCUS”（二氧化碳捕集、封存及再利用）项目。计划2022年在工厂实施验证实验，2025年实现实用化。
喷洒凝胶状微细颗粒制作出的二氧化碳分离膜（上）和分离膜的电子显微镜照片（下）（照片由九州大学星野副教授提供）
CCUS作为实现脱碳的有效手段备受关注，目前的课题是二氧化碳的分离和回收成本较高。煤炭火力发电站等实施的验证实验采用的主要是“化学吸收法（胺法）”，使废气通过碱性溶液时，气体所含的物质中仅酸性的二氧化碳会溶解，由此可以进行分离。
然而，接下来分离溶解在液体中的二氧化碳需要大量的热能。经济产业省2019年发布的“碳回收技术发展蓝图”显示，从工厂等的废气中分离一吨二氧化碳所需的成本约为4000日元。
如果能开发出无需使用液体即可只通过二氧化碳的优质分离膜，就可以降低成本。九州大学与该校的初创企业日本碳循环实验室（福冈市）将含有能吸收二氧化碳的胺的微细颗粒喷洒到有大量小孔的膜上，微细颗粒能密集地附着到凹凸不平的膜上。膜的厚度为数百纳米（纳米为10亿分之1米），气体可以高速通过。废气中的氮等不会通过，仅二氧化碳被分离，能高浓度回收。
二氧化碳浓度较低时可以更有效地回收，即使含有10％左右二氧化碳的废气也能一次性获得98～99％的高纯度二氧化碳。由于无需使气体多次通过分离膜即可有效回收高纯度的二氧化碳，预计可实现节能的小型二氧化碳分离装置。
研究团队估算，可以将二氧化碳回收成本降至目前约一半的2000～2500日元。使用无机物的二氧化碳分离膜也在开发中，但星野副教授表示：“使用容易获得且容易合成的有机物能降低制造成本”。
有机物耐久性方面尚存在课题。研究团队认为，如果做不到更换一次可以使用1～2年的时间就达不到实用水平，今后将继续进行改良。另外，还打算改进形状，为了能一次性处理大量气体，将设法增加单位体积的膜表面积。
作为有助于实现脱碳的技术，据星野副教授介绍：“不仅是汽车和钢铁行业，还收到了食品工厂等生产过程中会排放废气的多个行业的联合研究申请”。计划2022年开始在工厂实施验证实验，详细调查耐久性等。
日文：北川舞、《日经产业新闻》，2021/07/07
中文：JST客观日本编辑部
