大気はどこにでも存在するため、場所に存せずCO₂を回収し、その場所に応じた変換利用や貯蔵は重要になります。そのため各個別技術が相互に連携して、初めて一貫したシステムとして有効となります。
この部門でCO₂回収、変換、貯蔵研究を連携させた研究を展開しています。
ユビキタスCO₂研究部門
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Member
部門長
教授
藤川 茂紀
カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所
詳細情報
教授
藤川 茂紀
カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所
fujikawa.shigenori.137@m.kyushu-u.ac.jp
- 専門領域
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ナノ材料化学・分離工学・表面化学
- キーワード
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ナノ薄膜・ナノ構造・ナノ材料化学・分離工学
- 研究概要
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化学をベースとし、界面での材料構造制御によって新しい機能をもつナノ材料に関する研究を行っています。
特にナノ材料は、表面に占める割合が高いため表面はバルクと異なる性質を有します。これを活用するため化学的なアプローチで、特徴的なナノ構造をもつ、様々なナノ材料を創製に関する研究を行っています。特に最近では、厚みがナノメートル程度であるにもかかわらず、平面サイズが大きく、さらにそれ自身で「自立する」ナノ膜に関する研究を進めています。とりわけ、地球温暖化ガスとして重要なCO₂の選択的分離を行う、新しい分離ナノ膜の開発を中心に研究を進めています。
CO₂回収研究ユニット
分離膜をベースとし、主に大気からの直接的CO₂回収（Direct Air Capture: DAC）に関連する基礎学理と研究開発を行います。CO₂回収技術のうち、膜分離法は最も低コスト化が可能と期待されています。しかしながら、大気からの直接的CO₂回収では、従来の分離膜では、その気体透過量が極めて低いために、これまで不可能と考えられてきました。しかし我々は、独自のナノ膜化技術を用いて圧倒的に⾼いCO₂透過量を持つ、⾰新的な分離ナノ膜を開発することによって、膜分離による⼤気からのCO₂の回収を実現できる可能性が大幅に上がりました。
膜分離システムは、他の技術と比較しても、低コストでサイズスケーラビリティが高く、設置場所を選ばないという特有の優位性があります。この特徴を最大限に活用し、地上のどこにでもある大気から場所を選ばずCO₂の回収（ユビキタスCO₂回収）の実現を目指します。
Unit Member
ユニット長
教授
藤川 茂紀
カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所
詳細情報
教授
藤川 茂紀
カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所
fujikawa.shigenori.137@m.kyushu-u.ac.jp
- 専門領域
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ナノ材料化学・分離工学・表面化学
- キーワード
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ナノ薄膜・ナノ構造・ナノ材料化学・分離工学
- 研究概要
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化学をベースとし、界面での材料構造制御によって新しい機能をもつナノ材料に関する研究を行っています。
特にナノ材料は、表面に占める割合が高いため表面はバルクと異なる性質を有します。これを活用するため化学的なアプローチで、特徴的なナノ構造をもつ、様々なナノ材料を創製に関する研究を行っています。特に最近では、厚みがナノメートル程度であるにもかかわらず、平面サイズが大きく、さらにそれ自身で「自立する」ナノ膜に関する研究を進めています。とりわけ、地球温暖化ガスとして重要なCO₂の選択的分離を行う、新しい分離ナノ膜の開発を中心に研究を進めています。
特任教授
高原 淳
ネガティブエミッションテクノロジー研究センター
詳細情報
特任教授
高原 淳
ネガティブエミッションテクノロジー研究センター
takahara.atsushi.150@m.kyushu-u.ac.jp
- 専門領域
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高分子科学・表面材料科学
- キーワード
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高分子構造・高分子物性・高分子ナノコンポジット・高分子表面科学・高分子の劣化と安定化・量子ビーム科学
- 研究概要
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化学に基盤を置き、高分子の構造と物性に関して以下のような研究を行ってきました。
1) 高分子材料の非線形動的粘弾性のその場測定にもとづく疲労機構の解明
2）高分子固体表面の分子鎖凝集構造と表面分子運動特性の解明
3）高分子電解質ブラシソフト界面の設計と精密物性解析
4）天然無機ナノファイバーの界面構造制御に基づく新規（有機／無機）ハイブリッド材料の創成
5）フッ素系高分子固体の表面構造と物性の研究
6）放射光、中性子などの量子ビームを用いた高分子の構造と物性解析
准教授
セリャンチン・ロマン
エネルギー研究教育機構
詳細情報
准教授
セリャンチン・ロマン
エネルギー研究教育機構
romanselyanchyn@i2cner.kyushu-u.ac.jp
- 専門領域
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材料科学・環境工学
- キーワード
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ガス分離・薄膜・二酸化炭素・複合材料・ガスセンサー・高分子・ハイブリッド材料・ナノ材料
- 研究概要
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現在、様々なガス分離膜の開発研究に広く専念しています。 具体的には、複雑なガス混合物から二酸化炭素を分離することに興味があります。例えば、CO₂を窒素から分離する必要がある従来の発電所の煙道ガスです。 分離膜の開発では、他のガスからの効率的なCO₂分離を実現するために、様々な高分子を薄膜構成膜に最適に組み立てる方法を研究しています。 また、高度なナノ材料（金属有機フレームワークなど）を膜に有益に組み込んで、その特性を改善する方法についても研究しています。環境CO₂の広範な捕捉を達成することを目的とした現実的なデバイスで膜をどのように使用すべきかを理解するために、基本的な材料科学の研究に加えて、化学プロセスのシミュレーションも行います。
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An YingJun
学術研究員
ネガティブエミッションテクノロジー研究センター
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Feng Sinan
学術研究員
ネガティブエミッションテクノロジー研究センター
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Zhang Yucheng
学術研究員
ネガティブエミッションテクノロジー研究センター
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村田 親一
テクニカルスタッフ
ネガティブエミッションテクノロジー研究センター
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寺西 素子
テクニカルスタッフ
ネガティブエミッションテクノロジー研究センター
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御手洗 亜紀子
テクニカルスタッフ
ネガティブエミッションテクノロジー研究センター
CO₂変換研究ユニット
CO₂は地球温暖化ガスという側面もありますが、重要な炭素資源という見方もできます。但し、CO₂は最も酸化された（エネルギーが出し尽くされた）炭素状態であり、これから有用な炭素資源を作るためには、エネルギーを使って変換（還元）する必要があります。
この変換反応に必要なエネルギーを低下させ、かつ選択的に有用化合物に変換するためには、触媒が極めて重要な役割を果たします。これまで九州大学では、CO₂を変換する独自の触媒ナノ粒子の開発に成功しており、CO₂からメタン、アルコール、エチレン等、工業的な材料から燃料に至るまでを作る技術を開発しています。
本部門では、この技術を使って、大気から回収・濃縮したCO₂を、電気化学的な方法で一酸化炭素やメタンやアルコール等に変換する触媒とデバイスの開発に取り組んでいます。
Unit Member
ユニット長
教授
山内 美穂
先導物質化学研究所
詳細情報
- 専門領域
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固体物性化学・ナノ科学・触媒化学
- キーワード
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固体物性化学・ナノ科学・触媒化学
- 研究概要
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基礎化学の知見を基に触媒、磁性、ガス吸蔵、イオン伝導などの機能性を有し、循環型社会実現に資する新規物質・材料開発に取り組んでいます。最適な構成元素を選び、形態（サイズ、形）を“ナノメートル”レベルでデザインし、高機能無機ナノ材料を作製します。
准教授
小林 浩和
ネガティブエミッションテクノロジー研究センター
詳細情報
准教授
小林 浩和
ネガティブエミッションテクノロジー研究センター
kobayashi@k-nets.kyushu-u.ac.jp
- 専門領域
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固体物性化学・ナノ材料化学・錯体化学
- キーワード
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固体物性化学・ナノ材料化学・錯体化学
- 研究概要
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炭素資源循環型社会の実現に向けた高機能な物質変換材料の開発を目指しています。具体的には新しい物質の創製をベースに、反応場や活性点構造を原子レベルで精密設計することで、二酸化炭素などを温和な条件下で高効率・高選択的に有用な化学原料に変換する触媒開発に取り組んでいます。
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Cheng Jiamin
学術研究員
ネガティブエミッションテクノロジー研究センター
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引野 幸枝
テクニカルスタッフ
ネガティブエミッションテクノロジー研究センター
CO₂貯蔵研究ユニット
化石資源の利用に伴って大気に放出されたCO₂が地球温暖化の一因であるため、これを恒久的に改善するには、回収したCO₂を利用する（カーボンニュートラル）だけでなく、CO₂を地下に戻すことも重要です。
この技術はCO₂貯蔵（CO₂ storage）と呼ばれており、これまでは火力発電所、製鉄所、セメント工場など、大量のCO₂の排出サイトから回収されたCO₂が対象でした。この場合、排気ガス中には様々な有害物質が含まれているため、CO₂の地下貯留のためにはCO₂の高純度化が必要でした。しかし、大気からCO₂を回収する場合、このような有害物質が含まれておらず、おもに窒素と酸素が含まれた混合ガス状態となります。このような混合ガスを地下に圧入する際には、これまでと違うCO₂貯蔵の方法が必要となります。
混合ガスの高圧物理という観点も含め、新しいCO₂貯留技術の確立を目指します。
Unit Member
ユニット長
教授
藤川 茂紀
カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所
詳細情報
教授
藤川 茂紀
カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所
fujikawa.shigenori.137@m.kyushu-u.ac.jp
- 専門領域
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ナノ材料化学・分離工学・表面化学
- キーワード
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ナノ薄膜・ナノ構造・ナノ材料化学・分離工学
- 研究概要
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化学をベースとし、界面での材料構造制御によって新しい機能をもつナノ材料に関する研究を行っています。
特にナノ材料は、表面に占める割合が高いため表面はバルクと異なる性質を有します。これを活用するため化学的なアプローチで、特徴的なナノ構造をもつ、様々なナノ材料を創製に関する研究を行っています。特に最近では、厚みがナノメートル程度であるにもかかわらず、平面サイズが大きく、さらにそれ自身で「自立する」ナノ膜に関する研究を進めています。とりわけ、地球温暖化ガスとして重要なCO₂の選択的分離を行う、新しい分離ナノ膜の開発を中心に研究を進めています。
教授
辻 健
東京大学大学院工学系研究科
詳細情報
- 専門領域
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地球惑星科学・物理探査工学
- キーワード
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CO₂地中貯留・地熱・地震・宇宙探査
- 研究概要
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地球内部のイメージング、モニタリング、モデリング技術を駆使して、（１）地震や火山噴火といった理学的研究、（２）エネルギー資源の探査、CO₂削減に向けたCO₂地中貯留や地熱開発といった工学的研究、（３）宇宙や深海底の探査といったフロンティア域での探査手法の開発を行っています。
准教授
池田 達紀
工学研究院 地球資源システム工学部門
詳細情報
- 専門領域
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地球物理学・地震学
- キーワード
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地震波特性モニタリング・雑微動解析・貯留層キャラクタリゼーション・デジタル岩石物理学
- 研究概要
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地震波を使った物理探査を専門とし、地震波データから地下の物性を精度よく推定・モニタリングするための手法改良・開発を行っています。特に常に発生している微弱な振動（微動）や精密制御された震源の連続振動を利用することで、CO₂地中貯留における貯留層内の変化を安価に連続モニタリングできる手法の改良・開発を進めています。また、デジタル化した岩石に対し、波動伝播シミュレーションを適用することで、貯留層内の不均質構造が地震波特性にどのような影響を与えるかという研究も行っています。
