山口大学教務システム - 4261220270-グリーンケミカルプロセス特論

開講年度	開講学部等
2025	大学院創成科学研究科（博士後期）
開講学期	曜日時限	授業形態	AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
前期	未定		3.5
時間割番号	科目名[英文名]			使用言語	単位数
4261220270	グリーンケミカルプロセス特論[Advanced Membrane Technology]			日本語	2
担当教員（責任）[ローマ字表記]					メディア授業
熊切泉[KUMAKIRI Izumi]					ー
担当教員[ローマ字表記]
熊切泉　[KUMAKIRI Izumi]
特定科目区分		対象学生		対象年次
ディプロマ・ポリシーに関わる項目			カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)

授業の目的と概要

分離工程は産業で使用されるエネルギーの半分以上を占める。従って、分離工程の効率化は、低炭素社会の実現に必須である。分離膜は、省エネな分離を実現できる技術の１つとして期待されている。また、反応と分離を複合化する膜反応器としての新規展開も活発に行われるようになってきている。本講義では、膜分離の基礎、特に、分子をふるい分けられる無機ナノ多孔質膜について学習し、環境・エネルギー技術の中核をなす機能膜工学のスペシャリストの養成を目指す。（DP1，DP4）ヨーロッパを中心とした国際プロジェクトの経験を基とし、それらプロジェクトでの膜開発についても紹介する。

授業の到達目標

膜とは何か，環境・エネルギー・資源さらには生命科学との関連について考察でき，膜による分離のしくみと膜の作り方を理解できる。膜による分離機構を数式を用いて説明できる。膜分離の利点と課題を説明できる。環境やエネルギー問題への膜の応用について，具体的な例を紹介しながら説明できる。

授業計画

【全体】

分離膜が使用されている例を紹介し、膜の分離機構を説明する。英語で書かれた総説や、研究論文を読み、分離膜への期待や課題を議論する。

	項目	内容	授業時間外学習	備考

第1回	地球持続の技術－環境、資源、エネルギー	何故膜分離が注目されているか。	David S. Sholl and Ryan P. Lively, Nature, 532 (2016)を読んでくること（想定：4時間）

第2回

グリーンサステナブルケミストリー

持続可能性とは何か？　膜技術はどのように使われている/使うことができるか？

持続可能性とは何か？　The triple bottom line, Circular economy を調べておくこと
（想定：4時間）

第3回

分離のサイエンスとテクノロジー

膜分離はどのようにして起きるか。

以下を読んでくること Richard W. Baker and Bee Ting Low
Macromolecules 2014 47 (20), 6999-7013 （想定：4時間）

第4回

膜分離のしくみ

膜分離はどのようにして起きるか　（その２）。

これまでの内容を復習し、不明確な点を明らかにしておく。
（想定：4時間）

第5回

膜分離の歴史

実用化している膜分離について。

東洋紡　逆浸透膜の開発と事業展開1
東レポリアミド複合逆浸透膜および逆浸透膜システムの開発　を読んでくる
（想定：4時間）

第6回

高分子膜から無機膜へ

新しい膜素材について。

Lin, Y. S., et al. "Microporous inorganic membranes." Separation and Purification Methods 31.2 (2002): 229-379.の背景を読んでくる
（想定：4時間）

第7回

分子ふるい－ナノスペース膜

ナノポーラスな無機膜について。材質、用途から。

Lin, Y. S., et al. "Microporous inorganic membranes." Separation and Purification Methods 31.2 (2002): 229-379.　で紹介されている膜の材質をまとめておく
（想定：4時間）

第8回

新しい多孔性材料の膜化

ナノポーラスな無機膜について。合成方法から。

Lin, Y. S., et al. "Microporous inorganic membranes." Separation and Purification Methods 31.2 (2002): 229-379.で紹介されている膜の合成方法をまとめておく
（想定：4時間）

第9回

膜モジュールと膜プロセス

膜のスケールアップなどについて

以下を読んでおく
Lee, Jian-Yuan, et al. "The potential to enhance membrane module design with 3D printing technology." Journal of Membrane Science 499 (2016): 480-490.
（想定：4時間）

第10回

地球温暖化と膜分離技術

二酸化炭素分離で膜が役に立つ（かもしれない）こと

Song, Chunfeng, et al. "Alternative pathways for efficient CO2 capture by hybrid processes—a review." Renewable and Sustainable Energy Reviews 82 (2018): 215-231. を読んでおく
（想定：4時間）

第11回

新エネルギーと膜分離技術

グリーンなエネルギー生産で膜が役に立つ（かもしれない）こと

以下を読んでおく
Song, Chunfeng, et al. "Alternative pathways for efficient CO2 capture by hybrid processes—a review." Renewable and Sustainable Energy Reviews 82 (2018): 215-231.
（想定：4時間）

第12回

再生可能資源と膜分離技術

バイオエネルギーへの膜の適用

以下を読んでおく
Membrane Gas Separation Processes from Wet Postcombustion Flue Gases for Carbon Capture and Use: A Critical Reassessment
Marc Pfister, Bouchra Belaissaoui, and Eric Favre
Industrial & Engineering Chemistry Research 2017 56 (2), 591-602
（想定：4時間）

第13回

膜反応器（１）

反応と分離の複合化　（その１）

以下を読んでおく
Saeidi, Samrand, et al. "Hydrogen production: Perspectives, separation with special emphasis on kinetics of WGS reaction: A state-of-the-art review." Journal of Industrial and Engineering Chemistry 49 (2017): 1-25.
（想定：4時間）

第14回

膜反応器（２）

反応と分離の複合化　（その２）

先週の復習をする。新技術として注目されてい触媒膜反応器について、適用するメリットがある系を調べ、どのようなメリットが期待できるかまとめてくる。（4時間）

第15回

まとめ

触媒膜反応器の意見交換などを行い、これまでを振り返る。

これまでの見直しをする
（想定：4時間）

※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】

A: --%　B: 20%　C: 10%　D: 5%

成績評価法

授業内ディスカッション・プレゼンテーション　50%、宿題・授業外レポート50%で評価する。

教科書にかかわる情報

備考

教科書は使用しない。学術論文を使用する。

参考書にかかわる情報

備考

David S. Sholl and Ryan P. Lively, "Seven chemical separations to change the world", Nature, 532 (2016)
Lin, Y. S., et al. "Microporous inorganic membranes." Separation and Purification Methods 31.2 (2002)

メッセージ

キーワード

膜分離、分子ふるい、メンブレンリアクター、グリーンケミストリー

持続可能な開発目標（SDGs）

(水・衛生)すべての人々の水と衛生の利用可能性と持続可能な管理を確保する。

(エネルギー)すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する。

(気候変動)気候変動及びその影響を軽減するための緊急対策を講じる。

メディア授業