炭素の捕獲、利用、貯蔵技術は中国が「二重炭素」目標を達成するための重要な手段である。非水溶性吸収剤には巨大な省エネルギーの潜在能力があるだけでなく、既存のアミン混合反応器とも適合し、大きな適用潜在性を持っているが、CO_2飽和液の粘度が高く、循環負荷が低いという問題がある。そのため、MCAを吸収成分とし、EGを有機溶媒として用いて、低粘度、低温再生を有する非水溶性吸収システムを構築し、MCA/EGの吸収、再生特性を調査した。その結果、3mol/L MCA/EG吸収剤の吸収負荷は2.14mol/L、粘度はたったの44.19mPa・sであることが示された。40℃での30分吸収、80℃での25分再生条件下、循環負荷は0.98mol/Lであり、105.5℃での再生条件下の30%質量分数のMEA/H_2O溶液の循環負荷の1.46倍である。C80微量熱計を用いて、吸収剤の反応熱が－82.85 kJ/molであり、MEA/H_2O溶液よりも低いことが得られ、さらに13C NMRと量子化学計算を組み合わせて、吸収剤がCO_2を捕獲する反応メカニズムを探究した結果、MCAの空間阻害効果は反応生成物の安定性を低下させ、アミノ酸エステルとEGがさらに反応してアルキル炭酸エステルに変換し、再生の難度を低下させることで、低温再生を実現した。この吸収システムは非水溶性吸収剤の安定稼働を実現し、吸収剤再生時の余熱利用範囲を拡大させ、エネルギー消費の大幅な利点を持つ。

CO_2捕獲;非水溶性吸収剤;空間阻害アミン;低温再生