廣田G / Hirota G

分子レベルの設計から挑む「分離膜」開発

近年顕在化してきている資源・エネルギー問題、地球環境問題の解決に向けて、化学プロセスのより一層のエネルギー効率向上、資源有効利用の重要性が増しています。
私たちは、特異な物質溶解能をもつイオン液体、規則的ナノ空間をもつゼオライト、孔径の調整可能な分子ふるい炭素などに着目し、その合成と、分子レベルでの構造制御、nｍ・μmスケールでの形状制御を通じ、『分子を分ける膜』、そして『反応と分離の融合操作』としての利用法の開発について研究を行っています。

研究室配属を考えている学生へ

廣田研究室では、自ら手を動かし、分子の合成から、膜作製、その機能評価までを行っています。無機・有機材料の合成、時には評価装置の組み立てにも興味ある、つまるところ幅広い意味でモノづくりが好きな学生を求めています。
企業人のみならず、化学工学分野の大学教員や、国の研究機関の研究員としても活躍する人材輩出を目指しています。博士後期課程への進学も歓迎です。
見学は随時歓迎しています。お気軽に問い合わせ下さい。

研究紹介

中高温の水蒸気の回収/Selective recovery of water vapor from gases

二酸化炭素と水素からの一酸化炭素やメタノール、メタンなどの有用化合物の合成は、カーボンニュートラル実現に不可欠です。これらの反応では、水蒸気が副生する共通点があります。副生成物の水蒸気を中高温で直接回収できれば、反応平衡の制御や、潜熱・水資源の回収が可能になります。
これまでに、水素から水蒸気を透過回収可能なゼオライト膜、イオン液体膜を開発しています。
Synthesizing valuable compounds—such as CO, CH₃OH, and CH₄—from CO₂ and H₂ is vital for carbon neutrality. Because these reactions commonly produce water vapor as a byproduct, directly recovering it at intermediate-to-high temperatures allows for reaction equilibrium control and the reclamation of latent heat and water resources. Our research has successfully developed zeolite and ionic liquid membranes designed for the permeation and recovery of water vapor from H₂.

大気環境の浄化/Atmospheric purification

トルエンやアセトンなどの揮発性有機蒸気（VOC）の低減は、グローバルな課題です。大気中からVOCを選択的に回収できれば、大気環境の浄化と資源循環の同時達成が可能です。
これまでに、窒素からトルエン蒸気を透過回収可能なイオン液体-シロキサン複合膜を開発しています。
Mitigating volatile organic compounds (VOCs) like toluene and acetone is a global challenge. Our research focuses on separation membranes designed for the selective permeation and recovery of VOCs from the air, aiming for the concurrent realization of atmospheric purification and resource recycling. Thus far, we have successfully developed ionic liquid-siloxane hybrid membranes that selectively permeate and recover toluene vapor from nitrogen.

有機溶剤の分離/Separation of organic solvent mixtures

化学産業では様々な混合有機溶剤が使用され、廃液の大部分は大気放散・焼却処理されています。使用済み有機溶剤を分離し、再利用可能な状態へできれば、大気環境の浄化やCO₂排出抑制が可能になります。
これまでに、アルカンからアルコール・芳香族炭化水素を透過回収可能なイオン液体-シロキサン複合膜を開発しています。
The chemical industry utilizes a wide range of mixed organic solvents, with most waste liquids currently lost to atmospheric release or incineration. Separating and reclaiming these spent solvents for reuse would significantly contribute to atmospheric purification and the mitigation of CO₂ emissions. Thus far, we have successfully developed ionic liquid-siloxane hybrid membranes that selectively permeate and recover alcohols and aromatics from alkanes.