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選択的水素透過型分離膜反応器の開発と炭素循環制御

Research Project

Project/Area Number 13126219
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

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

Principal Investigator

上村 芳三  鹿児島大学, 工学部, 助教授 (60160222)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 愛甲 涼子  鹿児島大学, 工学部, 教務職員 (50244265)
吉田 昌弘  鹿児島大学, 工学部, 助手 (50315397)
幡手 泰雄  鹿児島大学, 工学部, 教授 (00038051)
Project Period (FY) 2001 – 2003
Project Status Completed (Fiscal Year 2003)
Budget Amount *help
¥10,500,000 (Direct Cost: ¥10,500,000)
Fiscal Year 2003: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2002: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2001: ¥4,200,000 (Direct Cost: ¥4,200,000)
Keywords水素 / 選択透過膜 / 水素吸蔵合金 / 低級飽和炭化水素 / 二酸化炭素 / 炭素循環 / 分離膜反応器 / パラジウム / メタン / LaNi_5 / シクロヘキサン / グリーンケミストリー
Research Abstract

選択的水素透過型分離膜反応器により、(1)二酸化炭素を一酸化炭素に転化し、有効利用する、(2)炭化水素を脱水素し、より付加価値の高い不飽和炭化水素に転化する、ことを目的とした。
前年度の研究においては、(1)二酸化炭素水素化触媒の検討および(2)メタンカップリング触媒の検討、を行った。
今年度は、以下の項目について検討を行い、3年間のまとめとした。
1.低級飽和炭化水素/二酸化炭素系の膜反応
(1)膜の両側でそれぞれ以下の反応が可能であることを示した。
・炭化水素(メタン、エタン、プロパン、ブタン)の脱水素
・二酸化炭素の還元(主生成物:一酸化炭素)
(2)水素吸蔵合金成型膜の物理的、化学的変化
・化学的構造・・・二酸化炭素によってニッケル(もしくはそれを主成分とする合金)相とランタンリッチ相(酸化ランタンと考えられる)に変化する。
・物理的構造・・・基本構造変化なし。コークはニッケル相から生じる。
・水素透過性・・・ある程度の水素の選択透過性を保有。
(3)MNi_5(LaNi_5とCaNi_5)は、Mによって活性が異なる。析出相の相違に起因すると考えられる。
2.モデル化とシミュレーション
(1)膜の物理構造の変化(銅メッキ量と成型圧)は、intrinsicな反応速度パラメーターに影響を及ぼさなかった。
(2)膜の物理構造の変化(銅メッキ量増加と成型圧増大)は、有効拡散係数を小さくした。

Report

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

    (4 results)

All Other

All Publications (4 results)

  • [Publications] Y.Uemura: "CO_2 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] Y.Uemura: "Carbon Dioxide Hydrogenation On Hydrogen Storage Alloys -A Fundamental Study For Membrane Separation Reactor-."Proceedings of The First European Hydrogen Energy Conference. CP2/121 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Uemura, Y.Osumi, Y.Hatate: "CO_2 Hydrogenation with Hydrogen from Hydrocarbon using LaNi_5 as a Catalyst and as a Hydrogen Reservoir -A Fundamental Study for Membrane Separation Catalytic Reactor-"Proceedings of The Fourth Asia Pacific Conference on Sustainable and Environmental Technologies. (in press). (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Uemura, K.Morita, Y.Hatate: "Carbon Dioxide Hydrogenation On Hydrogen Storage Alloys -A Fundamental Study For Membrane Separation Reactor -"Proceedings of The First European Hydrogen Energy Conference. (in press). (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report

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

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