早稲田大ら、CO2を選択的に吸着、脱離可能に：外部電位のスイッチ一つで

早稲田大学と韓国Hanyang大学は、スイッチ一つで二酸化炭素を選択的に吸着、脱離できることを理論的に解明した。開発した技術を応用すれば、CO2を効率よく回収し濃縮することができるという。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

必要なときに、必要なだけ、効率よく二酸化炭素を回収・濃縮する

　早稲田大学理工学術院の関根泰教授らによる研究グループは2022年11月、韓国Hanyang大学と共同研究により、スイッチ一つで二酸化炭素（CO₂）を選択的に吸着、脱離できることを理論的に解明したと発表した。開発した技術を応用すれば、CO₂を効率よく回収し濃縮することができるという。

　CO₂を回収する方法はこれまで、いくつか提案されてきた。ところが液体を用いた現行の回収方式だと、比較的容易に回収できる半面、放出時に多くのエネルギーを消費するなど、課題もあった。

　こうした中で、早稲田大学らが提案したのは、構造を制御した固体酸化物材料に、外部から電位を与えると、CO₂を選択的に吸着したり放出させたりできる方式である。具体的には、希土類酸化物に異種の元素をドープした材料を用いた。

固体上へのCO₂吸着位置と吸着環境 出所：早稲田大学

　この材料に外部から「プラス」と「マイナス」の電位を与え、CO₂の吸着と脱離を調べた。セリウム酸化物に異種金属を導入した材料に、プラスの強い電位（電流は流さない）を与えたところ、CO₂を選択的に吸着した。一方、マイナスの電位に切り替えると、CO₂は脱離することが分かった。

早稲田大学らが提案したCO₂の吸着と脱離方法 出所：早稲田大学

　これらの研究成果は、小型でオンデマンド駆動が可能な乾式のCO₂回収・濃縮プロセスを実現できる可能性を示したものだという。今後は、CO₂オンデマンド回収装置を作製し、低エネルギーで回収、濃縮することができることを実機で検証していく計画である。