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構造体触媒による反応場の創出

Research Project

Project/Area Number 13126104
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKogakuin University

Principal Investigator

五十嵐 哲  工学院大学, 工学部, 教授 (90005538)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 草壁 克己  九州大学, 工学研究院, 助教授 (30153274)
増田 隆夫  北海道大学, 工学研究科, 教授 (20165715)
亀山 秀雄  東京農工大学, 工学部, 教授 (10114448)
山中 一郎  東京工業大学, 理工学研究科, 助教授 (90240051)
上村 芳三  鹿児島大学, 工学部, 助教授 (60160222)
竹平 勝臣  広島大学, 工学研究科, 教授 (70294535)
Project Period (FY) 2001 – 2003
Project Status Completed (Fiscal Year 2003)
Budget Amount *help
¥12,300,000 (Direct Cost: ¥12,300,000)
Fiscal Year 2003: ¥4,000,000 (Direct Cost: ¥4,000,000)
Fiscal Year 2002: ¥4,000,000 (Direct Cost: ¥4,000,000)
Fiscal Year 2001: ¥4,300,000 (Direct Cost: ¥4,300,000)
Keywords触媒分子反応工学 / 構造体触媒 / プレート型触媒反応器 / メンブレンリアクター / 電池型膜反応器 / 触媒反応場 / 燃料電池型反応器
Research Abstract

本班は、充填層型触媒反応器に代わる新しい反応場として、ナノ-マイクロ反応場である触媒とマクロ反応場である反応器が一体化した構造体触媒反応器の開発を目的としている。具体的には、触媒と反応器で構成される反応場をシステムとしてとらえ、反応場、伝熱場、および分離場の集積化を図ることによって、伝熱促進、反応分離、および活性種制御の向上を目指している。この目的を達成するために、(1)反応器内壁に活性金属成分を担持したプレート型触媒により熱伝達機能を付与した反応場を創出するグループ(五十嵐、亀山)、(2)各種の選択透過膜分離膜により分離機能を付与した反応場を創出するグループ(増田、草壁、上村)、(3)電気化学的酸素透過膜を用いて触媒上に生成した活性酸素種を制御することによる炭化水素などの選択酸化反応場を創出するグループ(山中、竹平)、の3つのサブグループを編成し、上述の課題に取り組んだ。その結果として得られた成果は、新しい反応場である構造体触媒反応器の学理のための基盤の構築に寄与したと考えられる。さらに、工業的には、水蒸気改質法による水素製造、メタノールからオレフィンの選択的合成、一酸化炭素の高効率酸化、二酸化炭素の一酸化炭素への転化と炭化水素の脱水素の同時制御、またアルケンやアルカンなどの部分酸化などのために新規な手法を提案したと考えられる。
さらに、本班の共通概念である構造体触媒についての相互理解を深めるために、平成15年度は「構造体触媒の体系化」に関するミニシンポジウムを開催した。また、平成14年度に行なった本班と他の班の班員による3件の共同研究に引き続き、平成15年度は5件の共同研究を実施し、構造体触媒からのアプローチによる触媒分子反応工学の基盤の構築に努めた。
以上、初期に掲げた「構造体触媒を用いた反応工程の高度化」なる目標が、本班の研究活動によって十分に達成できたと考えられる。

Report

(3 results)
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • 2001 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All Other

All Publications (18 results)

  • [Publications] C.Fukuhara et al.: "Effect of Plating Conditions in Preparing Plate-Type Nickel Catalyst by Electroless Plating on the Decomposition Property of Methanol"J.Chem.Eng.Jpn.. 36. 730-734 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Take et al.: "CuOZn/Al_2O_3/Al-Plate Catalyst for a Methanol Reformer"J.Chem.Eng.Jpn.. 36. 271-276 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Masuda et al.: "Methanol to Olefins Using ZSM-5 Zeolite Catalyst Membrane Reactor"Chem.Eng.Sci.. 58. 649-656 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Hasegawa et al.: "Permeation Behavior during the Catalytic Oxidation of CO in a Pt-loaded Y-type Zeolite Membrane"Chem.Eng.Sci.. 58. 2797-2803 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Uemura et al.: "Carbon Dioxide Hydrogenation with Hydrogen from Hydrocarbon using LaNi_5 as a Catalyst and as a Hydrogen Reservoir -A Fundamental Study for Membrane Separation Catalytic Reactor-"Macro Review. 16. 173-177 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] I.Yamanaka et al.: "Direct and Continuous Production of Hydrogen Peroxide (7wt%) with 93% Selectivity using the Fuel Cell System"Angew.Chem.Int.Ed.. 42. 3653-3655 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] C.Fukuhara, A.Igarashi: "A Kinetic Study for Methanol Decomposition on Plate-Type Nickel Catalyst Prepared by Electroless Plating"J.Chem.Eng.Jpn.. 35. 1322 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] T.Take, T.Yachi, M.Tomura, H.Kameyama: "Development of Plate-Fin-Type Methanol Reformer"J.Chem.Eng.Jpn. 36. 75 (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] T.Masuda, T.Asanuma, M.Shouji, S.R.Mukai, M.Kawase, K.Hashimoto: "Methanol to Olefins Using ZSM-5 Zeolite Catalyst Membrane Reactor"Chem.Eng.Sci.. 58. 649 (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Hasegawa, K.-I.Sotowa, K.Kusakabe, S.Morooka: "The Influence of Feed Composition on CO Oxidation Using Zeolite Membranes Loaded with Metal Catalysis"Microporous & Mesoporous Materials. 53. 37 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] I.Yamanaka, S.Hasegawa, K.Otsuka: "Partial Oxidation of Light Alkanes by Reductive Activated Oxygen over the (Pd-black+VO(acac)_2/VGCF Cathode of H_2-O_2 Cell System at 298 K"Appl.Catal.A : General. 226. 305 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] K.Takehira, T.Shishido, T.Komatsu, S.Hamakawa, H.Kajioka: "YSZ aided oxidation of C_2-C_4 hydrocarbons into oxygenates over MoO_3 or V_2O_5"Solid State Ionics. 152-153. 641 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 五十嵐 哲: "触媒反応からみたマイクロリアクター"化学工学. 66・2. 67-70 (2002)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] 五十嵐 哲: "水蒸気改質プロセスを中心とする水素製造技術"ペトロテック. 25・2. 35-38 (2002)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] S.Shiizaki, H.Kameyama, et al.: "Evaluation of the Selectivity for Methanol Decomposition over Anodized Aluminum Plate Catalyst with Silica"J.Chem.Eng.Japan. 34・10. 1229-1235 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] S.R.Mukai, T.Masuda, et al.: "Key Factors for the Encapsulation of Keggin-type Heteropoly Acids in the Supercages of Y-type Zeolite"Chem.Eng.Sci.. 56. 799-804 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] I.Yamanaka, K.Otsuka, et al.: "Partial oxidation of alkenes by a membrane catalyst utilizing fuel cell reactions"Catal.Today. 71. 189-197 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] K.Takehira, T.Shishido, et al.: "YSZ-Aided Oxidation of C2-C4 Hydrocarbons into Oxygenates over MoO_3 or V_2O_5"Solid State Ionics. (in press). (2002)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report

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Published: 2001-04-01   Modified: 2018-03-28  

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