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大学編

NO.244
4.1 リサイクル 4.1.3 サーマルリサイクル
研究者名 佐伯 進
所属 福井大学 工学部 工学研究科 材料開発工学科 教授
研究テーマ 高圧反応による廃プラスチックの炭化水素ガス化および黒鉛化
概要 (文献)

1.高圧反応による廃プラスチックの炭化水素ガス化および黒鉛化

高分子は油化技術により油となり、一方、ポリアクリロニトリルなどから炭素繊維ができ、高分子と熱から炭素材料、黒鉛が得られる。廃プラスチックの有効利用を考えると、ガス化すると同時に黒鉛化することが考えられる.ガスは炭化水素ガス、水素ガスとして、黒鉛は機能性材料として利用できる。廃プラスチックは、ガスと黒鉛材料の宝庫である。しかし、高分子を燃焼させて、CO2 にしては成らない。本研究テーマは、廃プラスチックからCO2 を出さずに、可燃性ガスと炭素材料(黒鉛)を得ることであり、そのため比較的低温150℃以下で高圧下、かつ酸素遮断下で反応させる。しかしこれだけでは反応は進行しない。特殊な高圧下で分解反応性物質が必須である。


グラフィカルな社会還元までのチャート

2.プラスチック廃棄物をベースにした新エネルギー源の開発

高分子は分子量が数万から数千万にまで及ぶ鎖のような長い分子で、温度を上げても気体になる前に熱分解するため、高分子をガスにするには工夫がいる。高分子を溶媒に溶かしておいて、その溶液の温度と圧力を制御し、溶媒の超臨界流体という液体とも気体とも区別できない状態を通ると高分子と低分子が混ざった高温気体状態に理論的に到達できる。その際、高分子溶液が相分離を避けるT-Pプロセスが鍵となる。この高分子ガスを効率よく燃焼できれば、ガソリンに代わるものになる。物が燃えるためには、大量の酸素が必要であるが、高分子の中には炭素、水素のほか、酸素が含まれている高分子があるので、その酸素も利用できる。高温高分子気体が燃えた時または分解した時の膨張力は莫大で、大きなエネルギーとして取り出せる可能性がある。


キーワード 高分子の低分子ガス化、アセチレン系液体、高圧反応、温度―圧力可変装置、高分子の黒鉛化