膜科学技術ジャーナル

概要

酸素輸送膜とCO2回収および合成ガス生産におけるその役割

ムハマド・リアズ* とムハマド・アブドラ・バット

ガス分離のための膜技術は、特に高純度酸素ガスを費用対効果の高い方法で製造するための空気分離の分野で、過去 20 年間で目覚ましい進歩を遂げてきました。この進歩は、極低温蒸留などの従来の分離プロセスに代わる道を急速に開拓しています。酸素イオン伝導に基づく固体電気化学セルは、イオンフラックスの形で O2 を高温で選択的に輸送することを可能にします。したがって、これらのシステムは、酸素ガスの生成または分離のいずれかにおいて分子状酸素のフィルターとして機能することができます。CO2 と H2O から合成ガスへの太陽熱化学変換は、通常、耐久性のある金属酸化物触媒の助けを借りて、1500°C を超える高温で加熱と冷却のサイクルを繰り返しながら行われます。酸素輸送膜 (OTM) は、酸素イオンと電子の混合伝導性を示す高密度セラミック膜であり、2 相混合金属酸化物 OTM は、H2/CO 比が 2:1 の状態で、CO2 と H2O を 1 段階で熱化学的に合成ガスに変換できます。これにより、合成ガス生産の代替ルートが提供されます。また、OTMは、ガスおよび石炭ベースの発電所の酸素燃料およびCO2回収プロセスに適した技術を提案します。高温での空気からの酸素分離のためのセラミック膜の分野における最新の進歩と、さまざまな材料に対するセラミックベースの膜の見通しについてレビューします。