回收部门
利用变湿吸附法在常温下捕集二氧化碳
直接空气碳捕集简称DAC(Direct Air Capture),是一项可以从大气中直接捕集二氧化碳的技术。在该技术中使用的吸附剂的开发也在全球各大研究机构紧锣密鼓进行中。
在CRERC回收部门,我们正在对"变湿吸附法DAC"进行研究。该方法根据吸附剂的湿润程度,用水来控制CO₂的吸附和脱解。当吸附剂处于干燥状态时,CO₂被吸附;当吸附剂被水润湿时,CO₂被释放。这项技术的主要优点是在常温下仅使用水进行操作。因此,与现有方法相比,能够显著减少进行吸附和脱解CO₂所需的能量。此外,吸附剂还可以反复使用。
目前,我们正在利用量子化学计算和分子动力学来寻找能够更快、更多地回收二氧化碳的吸附剂。 此外,我们还在研究从工厂等排放的二氧化碳中进行化学浓缩以高效回收的方法。
合成部门
甲烷化催化剂研究
将捕集到的二氧化碳合成新的替代石油燃料(电子燃料),我们可以在利用现有基础设施的同时减少二氧化碳的排放量。
电子甲烷是将二氧化碳再循环后通过天然气甲烷化技术合成的甲烷,对一般工业以及家庭的碳循环非常有用。电子燃料和电子甲烷都是使用由二氧化碳和氢气为原料,通过合成甲醇而制作的。
目前,CRERC合成部门旨在高效、选择性地(优先于可能同时发生的其它化学反应)从二氧化碳中合成甲醇。目前,我们已经找到了适用于甲醇合成的最佳催化剂组成成分,并正在推动进一步的性能提升。在这项研究中,有机合成化学和高分子化学专家的 "实验 "与物理化学专家的 "计算科学 "之间的合作被证明是非常有效的。今后,我们将结合计算科学和信息科学等领域,推动新型催化剂的研发。
利用部门
唯一一所研究化学燃料和燃烧的机构
如何有效利用回收的CO₂合成燃料是CRERC利用部门的研究课题。特别是在航空、海运、大型运输设备和热利用行业,由于能量密度问题(燃料的重量和体积变得过于庞大),电气化或气化燃料很难实现,因此人们对作为液体燃料的电子燃料寄予厚望。在这方面,能够开展从燃料合成到利用的一体化研究和技术开发的CRERC的存在具有重要意义。
茨城大学拥有可以混合燃烧多种气体燃料并测量其效率的设备,该设备在日本全国仅有四台。同时还拥有最新的高压缩比单缸火花点火发动机。我们具备了世界一流的研究环境,可以综合进行燃料利用的基础和应用实验。借助这一环境,我们正在推进电子燃料和电子甲烷利用的研究。
开放科学部门
促进与企业以及研究人员的国内外合作
CRERC不仅与所属成员合作,还与国内外各个领域的研究人员和企业合作,通过举办国际研讨会以及活动等促进基础研究。此外,CRERC还将通过对学生和当地社区的教育,促进各种创意的产生,并致力于培养拥有即战力人才以及营造可长期持续开展研发的环境和技术。